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JP7425165B1 - Adaptive equalization circuit, adaptive equalization method, and receiving device - Google Patents

Adaptive equalization circuit, adaptive equalization method, and receiving device Download PDF

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JP7425165B1 JP2022187663A JP2022187663A JP7425165B1 JP 7425165 B1 JP7425165 B1 JP 7425165B1 JP 2022187663 A JP2022187663 A JP 2022187663A JP 2022187663 A JP2022187663 A JP 2022187663A JP 7425165 B1 JP7425165 B1 JP 7425165B1
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Abstract

【課題】広い種類の変調方式に対して同値収束を高精度に検出し、適応等化処理を安定的に行う。【解決手段】第1の偏波信号と第2の偏波信号との相関値が所定値を超えたことを偏波分離モニタ3が検出した場合、制御回路4がフィルタタップ係数更新回路2にタップ係数の初期収束を再実行させる。偏波分離モニタ3は、第1の偏波信号と第2の偏波信号がIQ平面上の4つの象限のうちどの象限に属するかを判定し、その判定結果から相関値を計算し、相関値を所定値と比較する。第1の偏波信号と第2の偏波信号にIQ平面のI軸又はQ軸上に位置する軸上データが存在する場合、符号判定回路7は、軸上データを抽出し、軸上データのうちI軸上の正側のデータ、I軸上の負側のデータ、Q軸上の正側のデータ、Q軸上の負側のデータをそれぞれIQ平面上の4つの象限を示す値のうち一つの値に互いに重複なく対応付ける。【選択図】図2An object of the present invention is to detect equivalence convergence with high accuracy for a wide variety of modulation methods and to stably perform adaptive equalization processing. [Solution] When a polarization separation monitor 3 detects that a correlation value between a first polarization signal and a second polarization signal exceeds a predetermined value, a control circuit 4 causes a filter tap coefficient update circuit 2 to Re-run the initial convergence of tap coefficients. The polarization separation monitor 3 determines which quadrant of the four quadrants on the IQ plane the first polarization signal and the second polarization signal belong to, calculates a correlation value from the determination result, and calculates the correlation value. Compare the value with a predetermined value. If on-axis data located on the I-axis or Q-axis of the IQ plane exists in the first polarization signal and the second polarization signal, the sign determination circuit 7 extracts the on-axis data and extracts the on-axis data. The data on the positive side of the I-axis, the data on the negative side of the I-axis, the data on the positive side of the Q-axis, and the data on the negative side of the Q-axis are the values representing the four quadrants on the IQ plane, respectively. One of the values is associated with each other without duplication. [Selection diagram] Figure 2

Description

本開示は、データ通信において光伝送路の特性を補償する適応等化回路、適応等化方法及び受信装置に関する。 The present disclosure relates to an adaptive equalization circuit, an adaptive equalization method, and a receiving device that compensate for the characteristics of an optical transmission path in data communication.

コヒーレント光通信では、受信側において伝送信号の歪をデジタル信号処理により補償することで、数十Gbit/s以上の大容量伝送を実現している。デジタル信号処理では、主に、波長分散補償、周波数制御・位相調整、偏波多重分離及び偏波分散補償等の処理を行っている。 In coherent optical communication, large-capacity transmission of several tens of Gbit/s or more is realized by compensating for distortion of a transmitted signal through digital signal processing on the receiving side. Digital signal processing mainly involves processes such as chromatic dispersion compensation, frequency control/phase adjustment, polarization multiplexing/demultiplexing, and polarization dispersion compensation.

偏波多重分離及び偏波分散補償の処理は主に適応等化器によって行われる。適応等化器をデジタル信号処理によって実現する場合、一般的にデジタルフィルタが使用される。伝送信号の歪が相殺されるように計算されたフィルタのタップ係数をそのデジタルフィルタに設定することで、伝送信号の歪を補償できる。デジタルフィルタのタップ係数は、フィルタ特性のインパルス応答に相当する。タップ係数は時間的に変化する状況に適応して逐次更新され、適応等化器は偏波状態の変動に追従した補償を行う。 Polarization multiplexing and polarization dispersion compensation processing is mainly performed by an adaptive equalizer. When an adaptive equalizer is implemented by digital signal processing, a digital filter is generally used. Distortion of the transmission signal can be compensated for by setting in the digital filter a filter tap coefficient that is calculated so that the distortion of the transmission signal is canceled out. The tap coefficients of the digital filter correspond to the impulse response of the filter characteristics. The tap coefficients are sequentially updated to adapt to temporally changing conditions, and the adaptive equalizer performs compensation that follows changes in the polarization state.

また、受信光モジュール内では、送信側で合成されたX偏波信号(以後、X偏波と称する)とY偏波信号(以後、Y偏波と称する)を分離するが、分離したX偏波にはY偏波の一部の信号が残り、分離したY偏波にはX偏波の一部の信号が残る。適応等化におけるデジタルフィルタは、X偏波のデータとY偏波のデータを更に分離するため、X偏波データ入力対してX偏波方向及びY偏波方向へ出力する2つのフィルタ、及びY偏波データ入力に対してX偏波方向及びY偏波方向へ出力する2つのフィルタの合計4つのフィルタで構成される。 In addition, within the receiving optical module, the X-polarized signal (hereinafter referred to as A portion of the Y-polarized wave remains in the wave, and a portion of the X-polarized signal remains in the separated Y-polarized wave. In order to further separate X-polarized data and Y-polarized data, the digital filter in adaptive equalization includes two filters that output X-polarized data input in the X-polarized direction and Y-polarized direction, and a Y-polarized data filter. It is composed of a total of four filters, two filters that output in the X polarization direction and Y polarization direction in response to input polarization data.

これらのデジタルフィルタのタップ係数更新には、以下に示す逐次更新アルゴリズムが使用される。逐次更新アルゴリズムには、一般的にはRLS(Recursive Least-Squares)又はLMS(Least Mean Square)等が用いられる。これは、送信側でトレーニング信号又はパイロット信号等の既知信号を光信号に挿入し、伝送されてきた既知信号とこの既知信号の真値(送信側で挿入した値)との誤差を最小化するようにタップ係数をステップサイズ毎に更新して求めるアルゴリズムである。 The following sequential update algorithm is used to update the tap coefficients of these digital filters. RLS (Recursive Least-Squares), LMS (Least Mean Square), etc. are generally used as the sequential update algorithm. This involves inserting a known signal such as a training signal or pilot signal into an optical signal on the transmitting side, and minimizing the error between the transmitted known signal and the true value of this known signal (the value inserted on the transmitting side). This is an algorithm that updates the tap coefficients for each step size.

また、逐次更新アルゴリズムとして、最近では、既知信号を使わないでタップ係数を求めるブラインド等化方式も使用される。ブラインド等化方式には、定包絡線基準アルゴリズム(CMA: Constant Modulus Algorithm)や、CMAをQAM(Quadrature Amplitude Modulation)へ使用するために複数振幅のリングへ拡張したRDE(Radius directed equalization)がある(例えば、特許文献1,2参照)。これらでは、デジタルフィルタの出力と本来あるべき値(「あるべき値」は、定包絡線の場合、振幅の所望値として容易に推定できる)との誤差を最小化するようにタップ係数が更新される。タップ係数は、このアルゴリズムに従って制御され収束する。 Furthermore, as a sequential update algorithm, a blind equalization method is recently used in which tap coefficients are obtained without using known signals. Blind equalization methods include Constant Modulus Algorithm (CMA) and Radius directed equalization (RDE), which extends CMA to multiple amplitude rings for use in QAM (Quadrature Amplitude Modulation). For example, see Patent Documents 1 and 2). In these, the tap coefficients are updated to minimize the error between the output of the digital filter and the desired value (the "desired value" can be easily estimated as the desired value of the amplitude in the case of a constant envelope). Ru. The tap coefficients are controlled and converged according to this algorithm.

しかし、上述した逐次更新アルゴリズム、特にはブラインド等化方式には、同値収束が発生する場合がある。同値収束は、アルゴリズムの収束過程で誤った収束が起こり、X偏波データとY偏波データのフィルタ出力が同じような値になる状態を言う。主に、両方の出力とも、X偏波データに偏った値、或いはY偏波データに偏った値になる場合がある。この場合、X偏波データとY偏波データの偏波分離は正しく行われない。即ち、同値収束は、適応等化においてタップ係数を設定した際に偏波分離が実現できているかを確かめる指標となる。 However, equivalence convergence may occur in the above-described sequential update algorithm, particularly in the blind equalization method. Equivalence convergence refers to a state in which erroneous convergence occurs during the convergence process of an algorithm, and the filter outputs of X polarization data and Y polarization data become similar values. Mainly, both outputs may have values biased toward X polarization data or values biased toward Y polarization data. In this case, polarization separation between X polarization data and Y polarization data is not performed correctly. That is, equivalence convergence is an index for checking whether polarization separation is achieved when setting tap coefficients in adaptive equalization.

この同値収束の発生は、X偏波データとY偏波データの適応等化の出力情報の相関値から判定され、偏波分離できていないことを示す。特に、ブラインド等化方式(CMAやRDE)において同値収束が発生する確率が高い。同値収束が発生した場合、その発生を検出し、逐次更新アルゴリズムをやり直すことが行われている。この時、同値収束の発生を検出する機能を同値収束モニタ(MCC: Miss Capture Checker)と呼ぶ。 The occurrence of this equivalence convergence is determined from the correlation value of the output information of the adaptive equalization of the X polarization data and the Y polarization data, and indicates that polarization separation has not been achieved. In particular, there is a high probability that equivalence convergence will occur in blind equalization methods (CMA and RDE). When equivalence convergence occurs, the occurrence is detected and the sequential update algorithm is redone. At this time, the function that detects the occurrence of equivalence convergence is called an equivalence convergence monitor (MCC: Miss Capture Checker).

特開2012-124782号公報Japanese Patent Application Publication No. 2012-124782 特開2021-190787号公報Japanese Patent Application Publication No. 2021-190787

しかし、従来のMCCでは、変調方式によっては、偏波分離用タップ係数が正しく収束し適切に偏波分離できる状態になっても、誤って同値収束を検出する場合があった。即ち、変調方式によっては正確に同値収束を検出できない場合があった。この場合、タップ係数更新が必要ない状態においても頻繁に更新が行われ、適応等化処理が不安定になる場合があった。 However, in conventional MCCs, depending on the modulation method, even if the polarization separation tap coefficients have converged correctly and polarization separation can be performed appropriately, equivalence convergence may be detected incorrectly. That is, depending on the modulation method, it may not be possible to accurately detect equivalence convergence. In this case, tap coefficients are updated frequently even when updating is not necessary, and the adaptive equalization process may become unstable.

本開示は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は広い種類の変調方式に対して同値収束を高精度に検出し、適応等化処理を安定的に行うことができる適応等化回路、適応等化方法及び受信装置を得るものである。 The present disclosure has been made to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to detect equivalence convergence with high accuracy for a wide variety of modulation methods and to stably perform adaptive equalization processing. The present invention provides an adaptive equalization circuit, an adaptive equalization method, and a receiving device that can perform the following steps.

本開示に係る適応等化回路は、偏波分離された第1の偏波信号と第2の偏波信号を入力して更なる偏波分離処理を行うデジタルフィルタと、偏波状態の変動に応じて前記デジタルフィルタのタップ係数を更新するフィルタタップ係数更新回路と、前記デジタルフィルタから出力された前記第1の偏波信号と前記第2の偏波信号との相関値を所定値と比較する偏波分離モニタと、前記相関値が前記所定値を超えたことを前記偏波分離モニタが検出した場合、前記フィルタタップ係数更新回路に前記タップ係数の初期収束を再実行させる制御回路とを備え、前記偏波分離モニタは、前記第1の偏波信号と前記第2の偏波信号がIQ平面上の4つの象限のうちどの象限に属するかを判定する符号判定回路と、前記符号判定回路の判定結果から前記相関値を計算する相関演算回路と、前記相関値を前記所定値と比較する比較回路とを有し、前記第1の偏波信号と前記第2の偏波信号にIQ平面のI軸又はQ軸上に位置する軸上データが存在する送信変調方式の場合、前記符号判定回路は、前記軸上データを抽出し、前記軸上データのうちI軸上の正側のデータ、I軸上の負側のデータ、Q軸上の正側のデータ、Q軸上の負側のデータをそれぞれIQ平面上の4つの象限を示す値のうち一つの値に互いに重複なく対応付けることを特徴とする。 The adaptive equalization circuit according to the present disclosure includes a digital filter that inputs a polarization-separated first polarization signal and a second polarization signal and performs further polarization separation processing; a filter tap coefficient updating circuit that updates tap coefficients of the digital filter accordingly; and comparing a correlation value between the first polarized signal and the second polarized signal output from the digital filter with a predetermined value. a polarization separation monitor; and a control circuit that causes the filter tap coefficient updating circuit to re-execute initial convergence of the tap coefficients when the polarization separation monitor detects that the correlation value exceeds the predetermined value. , the polarization separation monitor includes a sign determination circuit that determines which quadrant of four quadrants on the IQ plane the first polarization signal and the second polarization signal belong to; and the sign determination circuit. and a comparison circuit that compares the correlation value with the predetermined value. In the case of a transmission modulation method in which there is on-axis data located on the I-axis or Q-axis of , data on the negative side of the I axis, data on the positive side of the Q axis, and data on the negative side of the Q axis are each mapped to one of the values representing the four quadrants on the IQ plane without overlap. It is characterized by

本開示により、広い種類の変調方式に対して同値収束を高精度に検出し、適応等化処理を安定的に行うことができる。 According to the present disclosure, it is possible to detect equivalence convergence with high precision for a wide variety of modulation methods and to stably perform adaptive equalization processing.

実施の形態に係る光通信システムを示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an optical communication system according to an embodiment. 実施の形態に係る適応等化回路を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an adaptive equalization circuit according to an embodiment. 実施の形態に係るデジタルフィルタを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a digital filter according to an embodiment. 実施の形態に係る偏波分離モニタを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a polarization separation monitor according to an embodiment. 実施の形態に係る符号判定回路を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a sign determination circuit according to an embodiment. 符号判定部Xの動作のフローチャートである。3 is a flowchart of the operation of the sign determination unit X. 符号判定部Yの動作のフローチャートである。It is a flowchart of the operation of sign determination section Y. 符号判定回路の第1の動作例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a first operation example of a sign determination circuit. 符号判定回路の第2の動作例を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a second operation example of the sign determination circuit. 符号判定回路の第3の動作例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a third example of operation of the sign determination circuit. 符号判定回路の第3の動作例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a third example of operation of the sign determination circuit. 8QAMの符号判定の比較例を示す図である。It is a figure which shows the comparative example of the code determination of 8QAM. 実施の形態に係る適応等化回路の8QAMにおける機能評価結果を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a functional evaluation result in 8QAM of the adaptive equalization circuit according to the embodiment. 実施の形態に係る適応等化回路の8QAMにおける機能評価結果を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a functional evaluation result in 8QAM of the adaptive equalization circuit according to the embodiment. 実施の形態に係る適応等化回路の8QAMにおける機能評価結果を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a functional evaluation result in 8QAM of the adaptive equalization circuit according to the embodiment. 実施の形態に係る適応等化回路の8QAMにおける機能評価結果を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a functional evaluation result in 8QAM of the adaptive equalization circuit according to the embodiment.

図1は、実施の形態に係る光通信システムを示すブロック図である。光通信システムは送信装置100と受信装置200を備えている。送信装置100から出力された光信号は、光ファイバ伝送路300を通して受信装置200に伝送される。 FIG. 1 is a block diagram showing an optical communication system according to an embodiment. The optical communication system includes a transmitter 100 and a receiver 200. The optical signal output from the transmitter 100 is transmitted to the receiver 200 through the optical fiber transmission line 300.

送信装置100は、送信信号処理回路101と送信光モジュール102を有する。受信装置200は、受信光モジュール201と受信信号処理回路202を有する。送信信号処理回路101は入力データに対して所定の処理を施す。具体的には、送信信号処理回路101は、入力データを水平偏波用データXと垂直偏波用データYに分け、それぞれのデータに対して誤り訂正用符号化、帯域制限フィルタリング、及び変調用マッピング等の処理を行う。このような処理を施された水平偏波用データX及び垂直偏波用データYは、それぞれ同相成分と直交成分で表され送信光モジュール102に出力される。水平偏波用データXの同相成分はX_Iで表され、直交成分はX_Qで表される。垂直偏波用データYの同相成分はY_Iで表され、直交成分はY_Qで表される。これらのデータ成分は、後に説明する受信装置200においても同じ符号で記される。 The transmitting device 100 includes a transmitting signal processing circuit 101 and a transmitting optical module 102. The receiving device 200 includes a receiving optical module 201 and a received signal processing circuit 202. The transmission signal processing circuit 101 performs predetermined processing on input data. Specifically, the transmission signal processing circuit 101 divides input data into horizontal polarization data X and vertical polarization data Y, and performs error correction encoding, band limit filtering, and modulation on each data. Performs processing such as mapping. The horizontally polarized data X and vertically polarized data Y that have been subjected to such processing are expressed as in-phase components and orthogonal components, respectively, and are output to the transmitting optical module 102. The in-phase component of the horizontal polarization data X is represented by X_I, and the orthogonal component is represented by X_Q. The in-phase component of the vertical polarization data Y is represented by Y_I, and the orthogonal component is represented by Y_Q. These data components are also indicated by the same symbols in receiving device 200, which will be described later.

なお、本明細書では、原則的に「データ」は「ベースバンドデータ」を示し、「信号」は「光信号」又は「高周波信号」を示す。ただし、「X偏波」及び「Y偏波」がベースバンドデータ又は高周波信号を示す場合がある。 Note that in this specification, "data" basically refers to "baseband data" and "signal" refers to "optical signal" or "high frequency signal." However, "X polarization" and "Y polarization" may indicate baseband data or high frequency signals.

送信光モジュール102は、水平偏波用データX及び垂直偏波用データYをそれぞれ光信号のX偏波信号及びY偏波信号に変換し、この2つの偏波信号を合成して送信する。この送信光モジュール102は、信号光源11(信号LD)、2つの90゜合成器12,13、及び偏波合成器14を有する。2つの90゜合成器12,13は、信号光源11の出力光をそれぞれ水平偏波用データX及び垂直偏波用データYで変調して光信号に変換する。偏波合成器14は、光信号に変換されたX偏波信号とY偏波信号を合成する。合成された光信号は、光ファイバ伝送路300を通して受信装置200に伝送される。 The transmitting optical module 102 converts the horizontal polarization data X and the vertical polarization data Y into an X polarization signal and a Y polarization signal of optical signals, and combines and transmits the two polarization signals. This transmitting optical module 102 includes a signal light source 11 (signal LD), two 90° combiners 12 and 13, and a polarization combiner 14. The two 90° combiners 12 and 13 modulate the output light of the signal light source 11 with horizontal polarization data X and vertical polarization data Y, respectively, and convert it into an optical signal. The polarization combiner 14 combines the X polarization signal and the Y polarization signal converted into optical signals. The combined optical signal is transmitted to the receiving device 200 through the optical fiber transmission line 300.

受信装置200において、受信光モジュール201は、光信号を受信し、受信した光信号を電気信号に変換して出力する。受信光モジュール201は、偏波分離器21、局部発振光源22(局発LD)、2つの90゜ハイブリッド回路23,24を有する。偏波分離器21は、光信号を2つの直交偏波成分であるX偏波信号とY偏波信号に分離する。 In the receiving device 200, the receiving optical module 201 receives an optical signal, converts the received optical signal into an electrical signal, and outputs the electrical signal. The receiving optical module 201 includes a polarization separator 21, a local oscillation light source 22 (local LD), and two 90° hybrid circuits 23 and 24. The polarization separator 21 separates the optical signal into two orthogonal polarization components, an X polarization signal and a Y polarization signal.

90゜ハイブリッド回路23,24は、偏波分離器21から出力された光信号の各偏波信号に局部発振光源22の出力光を合成させ、光信号の各偏波信号を更に同相成分Iと直交成分Qに分離する。なお、90゜ハイブリッド回路23,24は、図示していないが光電変換器を有する。光電変換器は、90゜ハイブリッド回路23,24から出力された光信号であるX偏波信号とY偏波信号の各成分(I、Q)を電気信号に変換し、この電気信号をX偏波データ(X_I,X_Q)及びY偏波データ(Y_I,Y_Q)として出力する。以下、X偏波データ及びY偏波データを受信信号と呼ぶ。ここにおける「データ」は、アナログのベースバンド信号を示す。なお、X偏波データ及びY偏波データを得る上記の構成は、一例であり上記の構成に限定されさない。 The 90° hybrid circuits 23 and 24 combine each polarized signal of the optical signal output from the polarization separator 21 with the output light of the local oscillation light source 22, and further combine each polarized signal of the optical signal with an in-phase component I. Separate into orthogonal components Q. Note that the 90° hybrid circuits 23 and 24 have photoelectric converters (not shown). The photoelectric converter converts each component (I, Q) of the X-polarized signal and the Y-polarized signal, which are the optical signals output from the 90° hybrid circuits 23 and 24, into an electrical signal, and converts this electrical signal into an X-polarized signal. It outputs as wave data (X_I, X_Q) and Y polarization data (Y_I, Y_Q). Hereinafter, the X polarization data and the Y polarization data will be referred to as received signals. "Data" here indicates an analog baseband signal. Note that the above configuration for obtaining X polarization data and Y polarization data is an example and is not limited to the above configuration.

受信信号処理回路202は、AD変換器25、波長分散補償回路26、適応等化回路27、及び復号回路28を有する。AD変換器25は、受信光モジュール201から出力された電気信号をデジタル信号に変換する。光信号が光ファイバ伝送路300を伝搬する際に、波長分散によって信号波形が歪む。波長分散補償回路26は、受信信号の歪の大きさをAD変換器25から出力されたデジタル信号から推定し、デジタル信号の波長分散による歪みを補償する。 The received signal processing circuit 202 includes an AD converter 25, a chromatic dispersion compensation circuit 26, an adaptive equalization circuit 27, and a decoding circuit 28. The AD converter 25 converts the electrical signal output from the receiving optical module 201 into a digital signal. When an optical signal propagates through the optical fiber transmission line 300, the signal waveform is distorted due to chromatic dispersion. The chromatic dispersion compensation circuit 26 estimates the magnitude of distortion of the received signal from the digital signal output from the AD converter 25, and compensates for the distortion due to chromatic dispersion of the digital signal.

また、送信装置100においてX偏波信号とY偏波信号を合成して送信し、受信装置200においてX偏波信号とY偏波信号を分離するまでに、光ファイバ伝送路300の偏波モード分散効果によって偏波変動が生じ、信号波形が歪む。適応等化回路27は、波長分散補償回路26の出力信号の偏波変動による歪みを補償する等化処理を行う。なお、偏波分離は最初に受信光モジュール201で行われるが、適応等化回路27で更に完全な方向に偏波分離が処理される。復号回路28は、適応等化回路27から出力された受信信号を復号し、元のデータ(即ち、送信信号処理回路101の入力データ)を再生する。 In addition, the polarization mode of the optical fiber transmission line 300 is Dispersion effects cause polarization fluctuations, which distort the signal waveform. The adaptive equalization circuit 27 performs equalization processing to compensate for distortion of the output signal of the chromatic dispersion compensation circuit 26 due to polarization fluctuations. Note that polarization separation is first performed in the receiving optical module 201, but the adaptive equalization circuit 27 further processes the polarization separation in a complete direction. The decoding circuit 28 decodes the received signal output from the adaptive equalization circuit 27 and reproduces the original data (ie, the input data of the transmitted signal processing circuit 101).

なお、復号回路28によってデータが復号されるまでは、受信信号処理回路202の各処理回路の入出力は、X偏波データの同相成分X_I及び直交成分X_Q、並びにY偏波データの同相成分Y_I及び直交成分Y_Qの4つの信号で表される。各処理回路では、一般的にX偏波データ及びY偏波データは、それぞれ同相成分及び直交成分に分けられたまま処理される場合が多い。X偏波データ(X_I,X_Q)、及びY偏波データ(Y_I,Y_Q)は座標データであるが、復号回路28では、これらから“1”、“0”の論理データに変換される。 Note that until the data is decoded by the decoding circuit 28, the input/output of each processing circuit of the received signal processing circuit 202 is the in-phase component X_I and quadrature component X_Q of the X polarization data, and the in-phase component Y_I of the Y polarization data. and an orthogonal component Y_Q. In each processing circuit, the X polarization data and the Y polarization data are generally processed while being separated into in-phase components and orthogonal components, respectively. Although the X polarization data (X_I, X_Q) and the Y polarization data (Y_I, Y_Q) are coordinate data, the decoding circuit 28 converts them into logical data of "1" and "0".

図2は、実施の形態に係る適応等化回路を示す図である。適応等化回路27は、デジタルフィルタ1、フィルタタップ係数更新回路2、偏波分離モニタ3、及び制御回路4を有する。 FIG. 2 is a diagram showing an adaptive equalization circuit according to an embodiment. The adaptive equalization circuit 27 includes a digital filter 1 , a filter tap coefficient update circuit 2 , a polarization separation monitor 3 , and a control circuit 4 .

デジタルフィルタ1は、波長分散補償回路26により偏波分離された第1の偏波信号と第2の偏波信号を入力し、更なる偏波分離処理を行って歪等を補償する。補償した結果は、フィルタタップ係数更新回路2に供給される。光ファイバ伝送路300を介して受信した信号は一般的に光ファイバ伝送路300の偏波状態の変動の影響を受ける。従って、波長分散補償回路26からの入力信号も偏波状態の変動の影響を受けている。フィルタタップ係数更新回路2は、デジタルフィルタ1のタップ係数を逐次更新アルゴリズムにより偏波状態の変動に応じて適応的に更新する。更新されたタップ係数は、デジタルフィルタ1に設定される。逐次更新アルゴリズムでは、デジタルフィルタ1の出力が本来あるべき値になるように、タップ係数が逐次更新され所定値に収束する。 The digital filter 1 inputs the first polarization signal and the second polarization signal that have been polarized by the wavelength dispersion compensation circuit 26, and performs further polarization separation processing to compensate for distortion and the like. The compensated result is supplied to the filter tap coefficient updating circuit 2. Signals received through the optical fiber transmission line 300 are generally affected by variations in the polarization state of the optical fiber transmission line 300. Therefore, the input signal from the chromatic dispersion compensation circuit 26 is also affected by the change in the polarization state. The filter tap coefficient update circuit 2 adaptively updates the tap coefficients of the digital filter 1 according to changes in the polarization state using a sequential update algorithm. The updated tap coefficients are set in the digital filter 1. In the sequential update algorithm, the tap coefficients are sequentially updated and converged to a predetermined value so that the output of the digital filter 1 becomes the original value.

この時、デジタルフィルタ1への入力信号はX偏波データとY偏波データの両者である。フィルタタップ係数更新回路2においてフィルタタップ係数の更新が行われている間、デジタルフィルタ1の出力は偏波分離モニタ3にも供給される。この偏波分離モニタ3は、同値収束モニタ(MCC)と称されるものである。偏波分離モニタ3は、常に、デジタルフィルタ1から出力されたX偏波データとY偏波データとの相関値を計算し、相関値を所定値と比較してX偏波データとY偏波データとが適切に偏波分離されているかをモニタする。X偏波データとY偏波データとが適切に偏波分離されていない場合はX偏波データとY偏波データとの間に閾値以上の相関が生じる。偏波分離モニタ3はこの相関によって偏波分離の失敗を判定する。偏波分離の失敗が判定されると、制御回路4はフィルタタップ係数更新回路2にタップ係数の初期収束を再実行させる。初期収束とは、偏波分離できているかを判断する制御回路の監視や、最小二乗法によるウィナーフィルタの再生成、及びインパルス状態のタップ係数(中央タップのみ1を設定している状態)からの逐次更新アルゴリズム(CMAやRDE)の実行、もしくは現状タップの状態からの何かしらの処理、例えばタップ係数の振幅の大きい偏波側のタップのみを保持し、もう片方の偏波側のタップ係数をインパルス状態のタップ係数から再実行する等、を示す。 At this time, the input signals to the digital filter 1 are both X polarization data and Y polarization data. While the filter tap coefficients are being updated in the filter tap coefficient updating circuit 2, the output of the digital filter 1 is also supplied to the polarization separation monitor 3. This polarization separation monitor 3 is called an equivalence convergence monitor (MCC). The polarization separation monitor 3 always calculates the correlation value between the X polarization data and the Y polarization data output from the digital filter 1, compares the correlation value with a predetermined value, and separates the X polarization data and the Y polarization data. monitor whether the data is properly polarized. If the X polarization data and the Y polarization data are not properly polarized, a correlation greater than a threshold value will occur between the X polarization data and the Y polarization data. The polarization separation monitor 3 determines failure of polarization separation based on this correlation. When it is determined that the polarization separation has failed, the control circuit 4 causes the filter tap coefficient updating circuit 2 to re-execute the initial convergence of the tap coefficients. Initial convergence means monitoring the control circuit to determine whether polarization separation has been achieved, regenerating the Wiener filter using the least squares method, and regenerating the Wiener filter from the tap coefficients in the impulse state (only the center tap is set to 1). Execute a sequential update algorithm (CMA or RDE) or perform some processing from the current state of the taps, for example, keep only the taps on the polarization side with large tap coefficient amplitudes and impulse the tap coefficients on the other polarization side. Indicates, for example, re-executing from the tap coefficient of the state.

但し、実際は、デジタルフィルタ1の出力側に、図には示していない周波数誤差補償回路及びキャリア位相再生回路が設けられている。これらの回路によってキャリアの周波数や位相との同期が行われ、偏波分離モニタ3及び復号回路28にキャリア同期後のX偏波データ及びY偏波データが供給される。 However, in reality, a frequency error compensation circuit and a carrier phase recovery circuit, which are not shown in the figure, are provided on the output side of the digital filter 1. Synchronization with the frequency and phase of the carrier is performed by these circuits, and X polarization data and Y polarization data after carrier synchronization are supplied to the polarization separation monitor 3 and the decoding circuit 28.

なお、偏波分離モニタ3のモニタ動作は、変調方式によって誤った検出をする場合がある。一般的に、QPSKや16QAM等の変調方式の場合、モニタの誤動作は少ない。しかし、8QAM等、特に同相成分又は直交成分の値が0付近となる点に送信側データがマッピングされる信号を含む変調方式についてはモニタが誤動作する場合がある。モニタが誤動作すると、不必要なタップ係数の更新が繰り返され、適応等化動作が不安定になる。 Note that the monitoring operation of the polarization separation monitor 3 may cause erroneous detection depending on the modulation method. Generally, in the case of modulation methods such as QPSK and 16QAM, monitor malfunctions are rare. However, the monitor may malfunction especially with modulation schemes such as 8QAM that include a signal in which transmitting side data is mapped to a point where the value of the in-phase component or quadrature component is around 0. If the monitor malfunctions, unnecessary tap coefficient updates will be repeated, making the adaptive equalization operation unstable.

これに対して、本実施の形態に係る偏波分離モニタ3は、どのような変調方式においても、モニタ機能の誤動作を少なくすることができる。更に、その偏波分離モニタ3を使用した適応等化回路27は、偏波分離を適切に判定し、フィルタタップ係数を常に適切に更新し、安定な適応等化動作をすることができる。このようにタップ係数が適切に更新されたデジタルフィルタ1の出力は、補償された受信信号として、図2に示す復号回路28に供給される。 In contrast, the polarization separation monitor 3 according to the present embodiment can reduce malfunctions of the monitor function in any modulation method. Furthermore, the adaptive equalization circuit 27 using the polarization separation monitor 3 can appropriately determine polarization separation, constantly update filter tap coefficients appropriately, and perform stable adaptive equalization operations. The output of the digital filter 1 whose tap coefficients have been appropriately updated in this way is supplied to the decoding circuit 28 shown in FIG. 2 as a compensated received signal.

図3は、実施の形態に係るデジタルフィルタを示す図である。このデジタルフィルタ1はFIRフィルタで構成した例である。しかし、デジタルフィルタ1は、本構成に限定されず、フィルタのタップ係数が収束アルゴリズムの収束動作によって求められる逐次更新アルゴリズムの場合に誤った収束が生じうる構成であればよい。 FIG. 3 is a diagram showing a digital filter according to an embodiment. This digital filter 1 is an example composed of an FIR filter. However, the digital filter 1 is not limited to this configuration, and may have any configuration that can cause erroneous convergence in the case of a sequential update algorithm in which the tap coefficients of the filter are determined by the convergence operation of the convergence algorithm.

逐次更新アルゴリズムの例としては、CMA(Constant Modulus Algorithm)又はRDE(Radius directed equalization)等のブラインド等化方式がある。これらは、デジタルフィルタ1の出力と本来あるべき値(「あるべき値」は、定包絡線の場合、振幅の所望値として容易に推定できる)との誤差を最小化するようにタップ係数を更新する。その他の例として、RLS(Recursive Least-Squares)又はLMS(Least Mean Square)等もある。これらは、送信側でトレーニング信号又はパイロット信号等の既知信号を光信号に挿入し、伝送されてきた既知信号とこの既知信号の真値(送信側で設定された値)との誤差を最小化するようにタップ係数をステップサイズ毎に更新する。 Examples of sequential update algorithms include blind equalization methods such as CMA (Constant Modulus Algorithm) and RDE (Radius Directed Equalization). These update the tap coefficients to minimize the error between the output of digital filter 1 and the value that should originally exist (the "ideal value" can be easily estimated as the desired value of the amplitude in the case of a constant envelope). do. Other examples include RLS (Recursive Least-Squares) and LMS (Least Mean Square). These methods insert a known signal such as a training signal or pilot signal into an optical signal on the transmitting side, and minimize the error between the transmitted known signal and the true value of this known signal (value set on the transmitting side). The tap coefficients are updated for each step size.

デジタルフィルタ1は、バタフライ型に構成されたFIR(Finite Impulse Response)フィルタFIR_A,FIR_B,FIR_C,FIR_Dを有する。各FIRフィルタはN個のタップを備える。ただし、FIRフィルタのタップ数は互いに異なっていてもよい。FIR_Aは、X偏波データに対するフィルタである。FIR_Bは、Y偏波データからX偏波データへの影響に対するフィルタである。FIR_Cは、X偏波データからY偏波データへの影響に対するフィルタである。FIR_Dは、Y偏波データに対するフィルタである。 The digital filter 1 includes FIR (Finite Impulse Response) filters FIR_A, FIR_B, FIR_C, and FIR_D configured in a butterfly type. Each FIR filter comprises N taps. However, the number of taps of the FIR filters may be different from each other. FIR_A is a filter for X polarization data. FIR_B is a filter for the influence of Y polarization data on X polarization data. FIR_C is a filter for the influence of X polarization data on Y polarization data. FIR_D is a filter for Y polarization data.

デジタルフィルタ1は、X偏波データに対するFIR_Aのフィルタリング結果とY偏波データに対するFIR_Bのフィルタリング結果との加算値をX偏波データの補償出力とし、X偏波データに対するFIR_Cのフィルタリング結果とY偏波データに対するFIR_Dのフィルタリング結果との加算値をY偏波データの補償出力とする。これらによって、偏波分離がより確実化される。 Digital filter 1 uses the addition value of the filtering result of FIR_A for X polarization data and the filtering result of FIR_B for Y polarization data as a compensation output for X polarization data, and combines the filtering result of FIR_C for X polarization data and The sum of the wave data and the FIR_D filtering result is set as the compensation output of the Y polarization data. These further ensure polarization separation.

デジタルフィルタ1は、X偏波データに対するFIR_Aのフィルタリング結果とY偏波データに対するFIR_Bのフィルタリング結果との加算値をX偏波データの補償出力とし、X偏波データに対するFIR_Cのフィルタリング結果とY偏波データに対するFIR_Dのフィルタリング結果との加算値をY偏波データの補償出力とする。これらによって、偏波分離がより確実化される。 Digital filter 1 uses the addition value of the filtering result of FIR_A for X polarization data and the filtering result of FIR_B for Y polarization data as a compensation output for X polarization data, and combines the filtering result of FIR_C for X polarization data and The sum of the wave data and the FIR_D filtering result is set as the compensation output of the Y polarization data. These further ensure polarization separation.

また、デジタルフィルタ1のフィルタタップ係数は、フィルタタップ係数更新回路2によって求められて設定される。その際、FIR_A、FIR_B、FIR_C及びFIR_Dのタップ係数は以下の式で示される。
WXX(n+1)=WXX(n)+μeX(n)Xout(n)・Xin*(n)
WYX(n+1)=WYX(n)+μeX(n)Xout(n)・Yin*(n)
WXY(n+1)=WXY(n)+μeY(n)Yout(n)・Xin*(n)
WYY(n+1)=WYY(n)+μeY(n)Yout(n)・Yin*(n)
ここで、nは、逐次更新アルゴリズムにおける更新順を示す値である。タップ係数WXX(n)は、更新順nの場合のFIR_Aのタップ係数群を示す。タップ係数WYX(n)は、更新順nの場合のFIR_Bのタップ係数群を示す。タップ係数WXY(n)は、更新順nの場合のFIR_Cのタップ係数群を示す。タップ係数WYY(n)は、更新順nの場合のFIR_Dのタップ係数群を示す。μは更新アルゴリズムのステップサイズを示す。eX(n)はX偏波データのフィルタ出力における所望値との誤差を示す。eY(n)はY偏波データのフィルタ出力における所望値との誤差を示す。Xout(n)はX偏波データにおけるフィルタ出力を示す。Xin(n)はX偏波データにおけるフィルタ入力を示す。Yout(n)はY偏波データにおけるフィルタ出力を示す。Yin(n)はY偏波データにおけるフィルタ入力を示す。*は共役又は複素共役を示す。なお、データ及びタップ係数は複素数で表される。
Further, the filter tap coefficients of the digital filter 1 are determined and set by the filter tap coefficient updating circuit 2. At that time, the tap coefficients of FIR_A, FIR_B, FIR_C, and FIR_D are expressed by the following equations.
WXX(n+1)=WXX(n)+μeX(n)Xout(n)・Xin*(n)
WYX(n+1)=WYX(n)+μeX(n)Xout(n)・Yin*(n)
WXY(n+1)=WXY(n)+μeY(n)Yout(n)・Xin*(n)
WYY(n+1)=WYY(n)+μeY(n) Yout(n)・Yin*(n)
Here, n is a value indicating the update order in the sequential update algorithm. Tap coefficient WXX(n) indicates a group of tap coefficients of FIR_A in the case of update order n. Tap coefficient WYX(n) indicates a group of tap coefficients of FIR_B in the case of update order n. Tap coefficient WXY(n) indicates a group of tap coefficients of FIR_C in the case of update order n. Tap coefficient WYY(n) indicates a group of tap coefficients of FIR_D in the case of update order n. μ indicates the step size of the update algorithm. eX(n) indicates the error between the filter output of the X polarization data and the desired value. eY(n) indicates the error between the Y polarization data and the desired value in the filter output. Xout(n) indicates the filter output in the X polarization data. Xin(n) indicates the filter input in the X polarization data. Yout(n) indicates the filter output in Y polarization data. Yin(n) indicates the filter input in Y polarization data. * indicates conjugation or complex conjugation. Note that the data and tap coefficients are represented by complex numbers.

上記の逐次更新アルゴリズムによってタップ係数の更新が更新順nで順次的に行われ、最終的にタップ係数が収束する。収束の条件は、更新順nの回数、又はフィルタ出力と所望値との誤差等で判定される。なお、上記の式は逐次更新アルゴリズムを表す式の一例であり、逐次更新アルゴリズムを表す式は上記に限定されない。
上記は、収束後にタップ係数が更新される場合を示したが、収束途中において逐次タップ係数を更新することも可能である。即ち、収束条件が達成されなくても、偏波状態が変動する状態においてデジタルフィルタの出力とあるべき値との差分を最小化するように計算したタップ係数で逐次更新する方法も取りうる。
According to the above-described sequential update algorithm, the tap coefficients are sequentially updated in the update order n, and the tap coefficients finally converge. The convergence condition is determined by the number of times n is updated or the error between the filter output and the desired value. Note that the above formula is an example of a formula representing a sequential update algorithm, and the formula representing a sequential update algorithm is not limited to the above.
Although the above example shows the case where the tap coefficients are updated after convergence, it is also possible to update the tap coefficients sequentially during convergence. That is, even if the convergence condition is not achieved, a method may be adopted in which the tap coefficients are sequentially updated using tap coefficients calculated so as to minimize the difference between the output of the digital filter and the desired value in a state where the polarization state fluctuates.

図4は、実施の形態に係る偏波分離モニタを示す図である。図4では、図2では示していない周波数誤差補償回路5及びキャリア位相再生回路6がデジタルフィルタ1と復号回路28との間に接続されている。周波数誤差補償回路5は、送信キャリアと受信機キャリアと間の周波数誤差を実質的にゼロにする回路である。キャリア位相再生回路6は、それらのキャリア間の位相誤差を実質的にゼロにする回路である。周波数誤差補償回路5及びキャリア位相再生回路6によって、デジタルフィルタ1からのX偏波データ及びY偏波データは、IQ平面上で位相回転及び位相ずれなく安定して表示できる。これにより、デジタルフィルタ1からのX偏波データ及びY偏波データは、偏波分離モニタ3及び復号回路28において的確に処理することができる。なお、位相回転及び位相ずれが他の方法で除去できる場合は、周波数誤差補償回路5及びキャリア位相再生回路6は適応等化回路27に必須ではない。 FIG. 4 is a diagram showing a polarization separation monitor according to an embodiment. In FIG. 4, a frequency error compensation circuit 5 and a carrier phase recovery circuit 6, which are not shown in FIG. 2, are connected between the digital filter 1 and the decoding circuit 28. The frequency error compensation circuit 5 is a circuit that makes the frequency error between the transmission carrier and the receiver carrier substantially zero. The carrier phase recovery circuit 6 is a circuit that makes the phase error between these carriers substantially zero. By the frequency error compensation circuit 5 and the carrier phase recovery circuit 6, the X polarization data and the Y polarization data from the digital filter 1 can be stably displayed on the IQ plane without phase rotation or phase shift. Thereby, the X polarization data and Y polarization data from the digital filter 1 can be accurately processed by the polarization separation monitor 3 and the decoding circuit 28. Note that if the phase rotation and phase shift can be removed by other methods, the frequency error compensation circuit 5 and the carrier phase recovery circuit 6 are not essential to the adaptive equalization circuit 27.

偏波分離モニタ3は、符号判定回路7、相関演算回路8、及び比較回路9を有する。符号判定回路7は、周波数誤差補償回路5及びキャリア位相再生回路6を介して供給されたデジタルフィルタ1の出力Xout及びYoutの符号を判定する。ここで、デジタルフィルタ1の出力Xout及びYoutがIQ平面上で示される場合を考える。具体的には、XoutはI軸成分X_I及びQ軸成分X_Qを有し、YoutはI軸成分Y_I及びQ軸成分Y_Qを有する。符号判定回路7は、受信したX偏波データとY偏波データがIQ平面上の4つの象限のうちどの象限に属するかをビット毎又はシンボル毎に判定する。なお、シンボルは、QPSK又は16QAM等の多値変調の場合、位相又は振幅の変化の単位を示す。QPSKでは2ビットが1シンボル、16QAMでは4ビットが1シンボルである。 The polarization separation monitor 3 includes a sign determination circuit 7, a correlation calculation circuit 8, and a comparison circuit 9. The sign determination circuit 7 determines the sign of the outputs Xout and Yout of the digital filter 1 supplied via the frequency error compensation circuit 5 and the carrier phase recovery circuit 6. Here, consider a case where the outputs Xout and Yout of the digital filter 1 are shown on the IQ plane. Specifically, Xout has an I-axis component X_I and a Q-axis component X_Q, and Yout has an I-axis component Y_I and a Q-axis component Y_Q. The sign determination circuit 7 determines which quadrant of the four quadrants on the IQ plane the received X-polarized data and Y-polarized data belong to on a bit-by-bit or symbol-by-symbol basis. Note that in the case of multilevel modulation such as QPSK or 16QAM, the symbol indicates a unit of change in phase or amplitude. In QPSK, 2 bits are one symbol, and in 16QAM, 4 bits are one symbol.

相関演算回路8は、符号判定回路7の判定結果からX偏波データとY偏波データとの相関値を計算する。X偏波データとY偏波データとが同じに近づくほど相関値は高くなる。比較回路9は、相関演算回路8により計算された相関値を所定値と比較し、その比較結果を制御回路4に伝える。 The correlation calculation circuit 8 calculates the correlation value between the X polarization data and the Y polarization data from the determination result of the sign determination circuit 7. The closer the X polarization data and the Y polarization data are to the same, the higher the correlation value becomes. The comparison circuit 9 compares the correlation value calculated by the correlation calculation circuit 8 with a predetermined value, and transmits the comparison result to the control circuit 4.

相関値が所定値を超えるとX偏波データとY偏波データの間で相関があるとみなし、タップ係数の収束が適切に行われなかったと判定される。従って、相関値が所定値を超えたことを偏波分離モニタ3が検出した場合、制御回路4は、フィルタタップ係数更新回路2にタップ係数の初期収束を再実行させる。一方、相関演算回路8からの相関値が所定値よりも小さければ、制御回路4は、X偏波データとY偏波データとの間で相関がないとみなし、タップ係数の収束が適切に行われたと判定する。その場合、制御回路4はフィルタタップ係数更新回路2に対してタップ係数の初期収束の再実行は命ぜず、デジタルフィルタ1はその時点のタップ係数の使用を継続する。 If the correlation value exceeds a predetermined value, it is assumed that there is a correlation between the X polarization data and the Y polarization data, and it is determined that the tap coefficients have not converged appropriately. Therefore, when the polarization separation monitor 3 detects that the correlation value exceeds a predetermined value, the control circuit 4 causes the filter tap coefficient updating circuit 2 to re-execute the initial convergence of the tap coefficients. On the other hand, if the correlation value from the correlation calculation circuit 8 is smaller than the predetermined value, the control circuit 4 considers that there is no correlation between the X polarization data and the Y polarization data, and the tap coefficients are appropriately converged. It is determined that the In that case, the control circuit 4 does not instruct the filter tap coefficient updating circuit 2 to re-execute the initial convergence of the tap coefficients, and the digital filter 1 continues to use the tap coefficients at that time.

図5は、実施の形態に係る符号判定回路を示す図である。周波数誤差補償回路5及びキャリア位相再生回路6は省略している。符号判定回路7は、符号判定部X,Yと平均化回路A,B,C,Dを有する。 FIG. 5 is a diagram showing a sign determination circuit according to an embodiment. The frequency error compensation circuit 5 and carrier phase recovery circuit 6 are omitted. The sign determination circuit 7 includes sign determination sections X, Y and averaging circuits A, B, C, and D.

符号判定部Xは、デジタルフィルタ1からのX偏波データのI軸成分X_I及びQ軸成分X_Qに基づいて、X偏波データがIQ平面上の4つの象限のうちどの象限に属するかを判定する。IQ平面上の4の象限(第1象限、第2象限、第3象限、第4象限)を示す値はそれぞれ(+1、+1)、(-1、+1)、(-1、-1)、(+1、-1)である。X偏波データが第1象限に属する場合の符号はA=+1,B=+1となり、第2象限に属する場合の符号はA=-1、B=+1となり、第3象限に属する場合の符号はA=-1、B=-1、及び第4象限に属する場合の符号はA=+1,B=-1となる。 The sign determination section do. The values indicating the four quadrants (1st quadrant, 2nd quadrant, 3rd quadrant, 4th quadrant) on the IQ plane are (+1, +1), (-1, +1), (-1, -1), respectively. (+1, -1). When the X polarization data belongs to the first quadrant, the sign is A=+1, B=+1, when it belongs to the second quadrant, the sign is A=-1, B=+1, and when it belongs to the third quadrant, the sign is A=+1, B=+1. A=-1, B=-1, and when belonging to the fourth quadrant, the signs are A=+1, B=-1.

符号判定部Yも、デジタルフィルタ1からのY偏波データのI軸成分Y_I及びQ軸成分Y_Qに基づいて、Y偏波データがIQ平面上の4つの象限のうちどの象限に属するかを判定する。IQ平面上の4の象限(第1象限、第2象限、第3象限、第4象限)を示す値はそれぞれ(+1、+1)、(-1、+1)、(-1、-1)、(+1、-1)である。Y偏波データが第1象限に属する場合の符号はC=+1,D=+1となり、第2象限に属する場合の符号はC=-1、D=+1となり、第3象限に属する場合の符号はC=-1、D=-1、及び第4象限に属する場合の符号はC=+1,D=-1となる。 The sign determination unit Y also determines to which quadrant of the four quadrants on the IQ plane the Y polarization data belongs based on the I-axis component Y_I and Q-axis component Y_Q of the Y-polarization data from the digital filter 1. do. The values indicating the four quadrants (1st quadrant, 2nd quadrant, 3rd quadrant, 4th quadrant) on the IQ plane are (+1, +1), (-1, +1), (-1, -1), respectively. (+1, -1). When Y polarization data belongs to the first quadrant, the sign is C=+1, D=+1, when it belongs to the second quadrant, the sign is C=-1, D=+1, and when it belongs to the third quadrant, the sign is C=+1, D=+1. is C=-1, D=-1, and when belonging to the fourth quadrant, the codes are C=+1 and D=-1.

X偏波データ又はY偏波データがI軸又はQ軸上にある軸上データの場合、属する象限が明確でない。そこで、符号判定回路7は、軸上データを抽出し、軸上データのうちI軸上の正側のデータ、I軸上の負側のデータ、Q軸上の正側のデータ、Q軸上の負側のデータをそれぞれIQ平面上の4つの象限を示す値のうち一つの値に互いに重複なく対応付け、対応付けられた象限を示す符号を出力する。詳細については後で述べる。 In the case of on-axis data in which the X polarization data or Y polarization data is on the I axis or the Q axis, the quadrant to which it belongs is not clear. Therefore, the sign determination circuit 7 extracts the on-axis data, and among the on-axis data, data on the positive side on the I axis, data on the negative side on the I axis, data on the positive side on the Q axis, and data on the positive side on the Q axis. The data on the negative side of is associated with one of the values indicating the four quadrants on the IQ plane without overlap, and a code indicating the associated quadrant is output. Details will be discussed later.

平均化回路Aは、符号判定部Xで判定された符号Aを所定の回数だけ累積し平均化Aとして出力する。平均化回路Bは、符号判定部Xで判定された符号Bを所定の回数だけ累積し平均化Bとして出力する。平均化回路Cは、符号判定部Yで判定された符号Cを所定の回数だけ累積し平均化Cとして出力する。平均化回路Dは、符号判定部Yで判定された符号Dを所定の回数だけ累積し平均化Dとして出力する。 The averaging circuit A accumulates the code A determined by the code determination unit X a predetermined number of times and outputs the accumulated code A as an averaged value. The averaging circuit B accumulates the code B determined by the sign determining section X a predetermined number of times and outputs the accumulated code B as an averaged value. The averaging circuit C accumulates the code C determined by the sign determination unit Y a predetermined number of times and outputs it as an averaged value C. The averaging circuit D accumulates the code D determined by the code determination unit Y a predetermined number of times and outputs it as an averaged value D.

平均化A、平均化B、平均化C及び平均化Dを用いて、X偏波の平均化データXA及びY偏波の平均化データYAを以下のように表す。なお、jは虚数単位である。
XA=平均化A+j平均化B
YA=平均化C+j平均化D
Using averaging A, averaging B, averaging C, and averaging D, averaged data XA of X polarization and averaged data YA of Y polarization are expressed as follows. Note that j is an imaginary unit.
XA=averaging A+j averaging B
YA=averaging C+j averaging D

続いて、符号判定回路7から出力されたX偏波の平均化データXA及びY偏波の平均化データYAは、相関演算回路8に供給される。相関演算回路8は、X偏波の平均化データXA及びY偏波の平均化データYAの間の相関値を以下の式で計算する。「*」は複素乗算を示す。
相関値=Σ(XA*YA)/√(ΣXA*ΣYA
Subsequently, the averaged data XA of the X polarization and the averaged data YA of the Y polarization outputted from the sign determination circuit 7 are supplied to the correlation calculation circuit 8 . The correlation calculation circuit 8 calculates the correlation value between the averaged data XA of the X polarization and the averaged data YA of the Y polarization using the following formula. "*" indicates complex multiplication.
Correlation value = Σ(XA*YA)/√(ΣXA 2 *ΣYA 2 )

デジタルフィルタ1の出力においてX偏波データXとY偏波データYが同じ値(=相関がある場合)であれば、X偏波の平均化データXAとY偏波の平均化データYAは同じ値になるため、上述の相関値は限りなく1に近くなる。なお、XAとXBの符号が同じになる場合は、相関値は0に近づかず大きくなる。対してX偏波データXとY偏波データYがほぼランダムに異なっているならば(=相関がない場合)、X偏波の平均化データXA及びY偏波の平均化データYAの値は1/2の確率で異符号になる。それにより相関値の分子のXA*YAの符号も正側になったり負側になったりし、その累積はほぼ0に近づく。 If the X polarization data X and the Y polarization data Y have the same value in the output of the digital filter 1 (if there is a correlation), the averaged data XA of the X polarization and the averaged data YA of the Y polarization are the same. Therefore, the above-mentioned correlation value becomes extremely close to 1. Note that when the signs of XA and XB become the same, the correlation value does not approach 0 but increases. On the other hand, if the X polarization data X and the Y polarization data Y are almost randomly different (= there is no correlation), then the values of the averaged data There is a probability of 1/2 that the signs will be different. As a result, the sign of the numerator of the correlation value, XA*YA, becomes positive or negative, and the cumulative value approaches zero.

なお、相関値の式の分子及び分母における累積数は、符号判定回路7で平均化を行う場合の所定の回数とは異なる。例えば、符号判定回路7の平均化は16シンボル毎に行い、相関値の式の累積は512回とすることができる。この場合、16×512=8192シンボル毎に相関値が得られる。 Note that the cumulative numbers in the numerator and denominator of the correlation value equation are different from the predetermined number of times when averaging is performed in the sign determination circuit 7. For example, the averaging of the sign determination circuit 7 can be performed every 16 symbols, and the correlation value equation can be accumulated 512 times. In this case, a correlation value is obtained every 16×512=8192 symbols.

また、相関演算回路8の相関値の演算は上記の方法に限定されない。符号判定回路7からのX偏波の平均化データXAとY偏波の平均化データYAに基づいて、デジタルフィルタの出力であるX偏波データXとY偏波データYの相関値を計算できれば、どのような演算式でも本実施の形態の適応等化回路27に適用可能である。 Further, the calculation of the correlation value by the correlation calculation circuit 8 is not limited to the above method. If it is possible to calculate the correlation value between the X polarization data X and the Y polarization data Y, which are the outputs of the digital filter, based on the averaged data XA of the X polarization and the averaged data YA of the Y polarization from the sign determination circuit 7. , any arithmetic expression can be applied to the adaptive equalization circuit 27 of this embodiment.

図6は、符号判定部Xの動作のフローチャートである。変調方式によって符号判定部Xが実行するステップが異なる。 FIG. 6 is a flowchart of the operation of the sign determination section X. The steps performed by the code determination unit X differ depending on the modulation method.

ステップS0:変調方式が8QAMのように一部のデータがIQ平面上においてI軸又はQ軸上にマッピングされる場合、続けてステップS1へ進む。一方、変調方式がQPSK又は16QAMのように全てのデータがIQ平面においてI軸又はQ軸上にマッピングされない場合、ステップS1~S3をスキップしてステップS4へ進む。 Step S0: When a part of the data is mapped on the I-axis or the Q-axis on the IQ plane, such as when the modulation method is 8QAM, the process continues to step S1. On the other hand, if all data is not mapped onto the I-axis or Q-axis in the IQ plane, such as when the modulation method is QPSK or 16QAM, steps S1 to S3 are skipped and the process proceeds to step S4.

ステップS1:デジタルフィルタ1からX偏波データのI軸成分X_I及びQ軸成分X_Qが入力されたら、X偏波データのパワーを以下の式に基づいて推定する。
X偏波データのパワー=X_Iの絶対値+X_Qの絶対値
Step S1: When the I-axis component X_I and the Q-axis component X_Q of the X-polarized wave data are input from the digital filter 1, the power of the X-polarized wave data is estimated based on the following formula.
Power of X polarization data = absolute value of X_I + absolute value of X_Q

パワーは信号の二乗で表すのが一般的であるが、上記の式でもパワーの指標として表すことができる。上記の式の方が、乗算を使用せず加算のみで計算できるため簡易にパワーの指標を求めることができる。主に位相及び振幅を変化させる変調方式では、データが取り得る振幅は一般的に数群に分けられる。特に、ブラインド等化方式に使用される変調方式のデータが取りうる振幅は数種に絞られる。QPSKの場合は振幅が1種類、8QAMの場合は振幅が2種類、16QAMの場合は振幅が3種類である。本ステップでのパワーの計算は、データがどの振幅の群に属しているかを判定するだけなので、正確なパワー値の測定は不要である。 Although power is generally expressed as the square of a signal, it can also be expressed as an index of power using the above equation. The above formula allows calculations using only addition without using multiplication, so it is easier to obtain the power index. In modulation methods that mainly change phase and amplitude, the amplitudes that data can take are generally divided into several groups. In particular, the amplitudes that can be taken by the data of the modulation method used in the blind equalization method are narrowed down to several types. In the case of QPSK, there is one type of amplitude, in the case of 8QAM, there are two types of amplitude, and in the case of 16QAM, there are three types of amplitude. The power calculation in this step only determines which amplitude group the data belongs to, so there is no need to accurately measure the power value.

ステップS2:ステップS1で求めたパワーの大きさに基づいて、データがどの振幅群に属しているかを判定する。例えば、データが取りうる振幅が内殻と外殻の2種類の場合、Xのパワー≧設定閾値ならば外殻と判定し、それ以外は内殻と判定する。 Step S2: Based on the magnitude of the power obtained in step S1, it is determined to which amplitude group the data belongs. For example, if there are two types of amplitude that the data can take, inner shell and outer shell, if the power of

ステップS3:ステップS2において内殻と判定された場合、以下の条件に従って符号A,Bを判定する。ここでは、内殻のデータがI軸又はQ軸上にマッピングされ、外殻のデータがIQ平面の4つの象限内にマッピングされる場合について示す。なお、内殻のデータがIQ平面上の象限内にマッピングされ、外殻のデータがI軸又はQ軸上にマッピングされる場合は、外殻の場合にステップS3が実行され、内殻の場合にステップS4が実行される。 Step S3: If it is determined in step S2 that it is an inner shell, the symbols A and B are determined according to the following conditions. Here, a case is shown in which inner shell data is mapped on the I-axis or Q-axis, and outer shell data is mapped within four quadrants of the IQ plane. Note that if the data of the inner shell is mapped within a quadrant on the IQ plane and the data of the outer shell is mapped on the I axis or the Q axis, step S3 is executed in the case of the outer shell, and step S3 is executed in the case of the inner shell. Step S4 is executed.

X_Iの絶対値≧X_Qの絶対値の場合、X_I≧0なら第4象限として(A,B)=(+1,-1)、X_I<0なら第2象限として(A,B)=(-1,+1)と判定する。X_Iの絶対値<X_Qの絶対値の場合、X_Q≧0なら第1象限として(A,B)=(+1,+1)、X_Q<0なら第3象限として(A,B)=(-1,-1)と判定する。 If the absolute value of X_I≧the absolute value of X_Q, if X_I≧0, the fourth quadrant is (A, B)=(+1,-1), and if , +1). If the absolute value of X_I<the absolute value of -1).

ステップS4:ステップS2において外殻と判定された場合、以下の条件に従って符号A,Bを判定する。X_I≧0の場合、X_Q≧0なら第1象限として(A,B)=(+1,+1)、X_Q<0なら第4象限として(A,B)=(+1,-1)と判定する。X_I<0の場合、X_Q≧0なら第2象限として(A,B)=(-1,+1)、X_Q<0なら第3象限として(A,B)=(-1,-1)と判定する。 Step S4: If it is determined in step S2 that it is an outer shell, the symbols A and B are determined according to the following conditions. In the case of X_I≧0, if X_Q≧0, the first quadrant is determined to be (A, B)=(+1, +1), and if X_Q<0, the fourth quadrant is determined to be (A, B)=(+1, −1). If X_I<0, if X_Q≧0, determine the second quadrant as (A, B) = (-1, +1), and if X_Q<0, determine the third quadrant as (A, B) = (-1, -1). do.

ステップS5:ステップS3又はステップS4で求めた符号A,Bを出力する。なお、ステップS3では以下のように判定することも可能である。X_Iの絶対値≧X_Qの絶対値の場合、X_I≧0なら第1象限として(A,B)=(+1,+1)、X_I<0なら第3象限として(A,B)=(-1,-1)と判定する。X_Iの絶対値<X_Qの絶対値の場合、X_Q≧0なら第2象限として(A,B)=(-1,+1)、X_Q<0なら第4象限として(A,B)=(+1,-1)と判定する。 Step S5: Output the codes A and B obtained in step S3 or step S4. Note that it is also possible to make the following determination in step S3. If the absolute value of X_I ≧ the absolute value of X_Q, if X_I ≧ 0, the first quadrant is (A, B) = (+1, +1), and if -1). If the absolute value of X_I<the absolute value of -1).

なお、上記の例は、データが取りうる振幅が内殻と外殻の2種類の場合であったが、データが取りうる振幅が3種類以上の場合にも適用できる。その場合、同様のパワーの計算方法によって、どの振幅のグループかを判定すればよい。振幅グループの判定後、I軸又はQ軸上に位置する軸上データについては、ステップS3によって象限を割り当てる。また、もともと象限内にマッピングされるデータについては、ステップS4の硬判定によって象限を判定する。 In the above example, the data can take on two types of amplitudes: the inner shell and the outer shell, but it can also be applied to a case where the data can take on three or more types of amplitudes. In that case, it is sufficient to determine which amplitude group the group belongs to using a similar power calculation method. After determining the amplitude group, quadrants are assigned to on-axis data located on the I-axis or Q-axis in step S3. Furthermore, for data that is originally mapped within a quadrant, the quadrant is determined by a hard decision in step S4.

なお、I軸又はQ軸上に位置する軸上データの象限への対応付けは、上記の2種類に限られない。異なるデータが、同じ象限へ対応付けられないようにすれば、どの象限に割り当ててもよい。例えば、(I,Q)={(1,0)、(-1,0)、(0,1)、(0,-1)}を、(A,B)={(-1,+1)、(+1,-1)、(-1,-1)、(+1,+1)}、(A,B)={(+1,-1)、(-1,+1)、(-1,-1)、(+1,+1)}、又は(A,B)={(+1,+1)、(-1,+1)、(-1,-1)、(+1,-1)}等のように対応付けることは可能である。上記のように、X偏波データ及びY偏波データのI軸上の正側のデータ、I軸上の負側のデータ、Q軸上の正側のデータ、Q軸上の負側のデータをそれぞれ重複なく象限に対応づければ、X偏波データとY偏波データの相関が効率よく検出できる。このような任意の対応付けは、下記の符号判定部Yにおいても同様である。 Note that the correspondence between the on-axis data located on the I-axis or the Q-axis and the quadrants is not limited to the above two types. Different data may be assigned to any quadrant as long as they are not associated with the same quadrant. For example, (I, Q) = {(1, 0), (-1, 0), (0, 1), (0, -1)}, (A, B) = {(-1, +1) , (+1, -1), (-1, -1), (+1, +1)}, (A, B) = {(+1, -1), (-1, +1), (-1, -1 ), (+1, +1)}, or (A, B) = {(+1, +1), (-1, +1), (-1, -1), (+1, -1)}, etc. It is possible. As mentioned above, data on the positive side of the I axis of X polarization data and Y polarization data, data on the negative side of the I axis, data on the positive side of the Q axis, data on the negative side of the Q axis By associating each of them with the quadrants without overlap, the correlation between the X polarization data and the Y polarization data can be efficiently detected. Such arbitrary correspondence also applies to the sign determination unit Y described below.

図7は、符号判定部Yの動作のフローチャートである。符号判定部Yの動作は、図6に示した符号判定部Xの動作と同様である。 FIG. 7 is a flowchart of the operation of the sign determination unit Y. The operation of the sign determination section Y is similar to the operation of the sign determination section X shown in FIG.

ステップS0:変調方式が8QAMのように一部のデータがIQ平面上においてI軸又はQ軸上にマッピングされる場合、続けてステップS1へ進む。一方、変調方式がQPSKや16QAMのように全てのデータがIQ平面においてI軸又はQ軸上にマッピングされない場合、ステップS1~S3をスキップしてステップS4へ進む。 Step S0: When a part of the data is mapped on the I-axis or the Q-axis on the IQ plane, such as when the modulation method is 8QAM, the process continues to step S1. On the other hand, if all data is not mapped on the I-axis or Q-axis in the IQ plane, such as when the modulation method is QPSK or 16QAM, steps S1 to S3 are skipped and the process proceeds to step S4.

ステップS1:デジタルフィルタ1からY偏波データのI軸成分Y_I及びQ軸成分Y_Qが入力されたら、Y偏波データのパワーを以下に基づいて推定する。
Y偏波データのパワー=Y_Iの絶対値+Y_Qの絶対値
なお、パワーの計算はデータがどの振幅の群に属しているかを判定するだけなので、上式の指標で比較可能であり、正確なパワー値の測定は不要である。
Step S1: When the I-axis component Y_I and Q-axis component Y_Q of Y-polarized data are input from the digital filter 1, the power of the Y-polarized data is estimated based on the following.
Power of Y polarization data = Absolute value of Y_I + Absolute value of Y_Q Note that power calculation only determines which amplitude group the data belongs to, so it can be compared using the index in the above formula, and accurate power No value measurement is required.

ステップS2:ステップS1で求めたパワーの大きさに基づいて、Y偏波データがどの振幅群に属しているかを判定する。例えば、Y偏波データが取りうる振幅が内殻と外殻の2種類の場合、Yのパワー≧設定閾値ならば外殻と判定し、それ以外は内殻と判定する。 Step S2: Based on the magnitude of the power obtained in step S1, it is determined to which amplitude group the Y polarization data belongs. For example, if the Y polarization data has two types of amplitudes, inner shell and outer shell, if the Y power≧set threshold value, it is determined to be outer shell, and otherwise it is determined to be inner shell.

ステップS3:ステップS2において内殻と判定された場合、以下の条件に従って符号C,Dを判定する。ここでは、内殻のデータがI軸又はQ軸上にマッピングされ、外殻のデータがIQ平面の4つの象限内にマッピングされる場合について示す。なお、内殻のデータがIQ平面上の象限内にマッピングされ、外殻のデータがI軸又はQ軸上にマッピングされる場合は、外殻の場合にステップS3が実行され、内殻の場合にステップS4が実行される。 Step S3: If it is determined in step S2 that it is an inner shell, the codes C and D are determined according to the following conditions. Here, a case is shown in which inner shell data is mapped on the I-axis or Q-axis, and outer shell data is mapped within four quadrants of the IQ plane. Note that if the data of the inner shell is mapped within a quadrant on the IQ plane and the data of the outer shell is mapped on the I axis or the Q axis, step S3 is executed in the case of the outer shell, and step S3 is executed in the case of the inner shell. Step S4 is executed.

Y_Iの絶対値≧Y_Qの絶対値の場合、Y_I≧0なら第4象限として(C,D)=(+1,-1)、Y_I<0なら第2象限として(C,D)=(-1,+1)と判定する。Y_Iの絶対値<Y_Qの絶対値の場合、Y_Q≧0なら第1象限として(C,D)=(+1,+1)、Y_Q<0なら第3象限として(C,D)=(-1,-1)と判定する。 If the absolute value of Y_I ≧ the absolute value of Y_Q, if Y_I ≧ 0, the fourth quadrant is (C, D) = (+1, -1), and if Y_I < 0, the second quadrant is (C, D) = (-1). , +1). When the absolute value of Y_I<the absolute value of Y_Q, if Y_Q≧0, the first quadrant is (C, D)=(+1,+1), and if Y_Q<0, the third quadrant is (C, D)=(−1, -1).

ステップS4:ステップS2において外殻と判定された場合、以下の条件に従って、符号C,Dを判定する。Y_I≧0の場合、Y_Q≧0なら第1象限として(C,D)=(+1,+1)、Y_Q<0なら第4象限として(C,D)=(+1,-1)と判定する。Y_I<0の場合、Y_Q≧0なら第2象限として(C,D)=(-1,+1)、Y_Q<0なら第3象限として(C,D)=(-1,-1)と判定する。 Step S4: If it is determined in step S2 that it is an outer shell, the codes C and D are determined according to the following conditions. In the case of Y_I≧0, if Y_Q≧0, the first quadrant is determined to be (C, D)=(+1, +1), and if Y_Q<0, the fourth quadrant is determined to be (C, D)=(+1, −1). If Y_I<0, if Y_Q≧0, the second quadrant is determined as (C, D) = (-1, +1), and if Y_Q<0, the third quadrant is determined as (C, D) = (-1, -1). do.

ステップS5:ステップS3又はステップS4で求めた符号C,Dを出力する。なお、ステップS3では以下のように判定することも可能である。Y_Iの絶対値≧Y_Qの絶対値の場合、Y_I≧0なら第1象限として(C,D)=(+1,+1)、Y_I<0なら第3象限として(C,D)=(-1,-1)と判定する。Y_Iの絶対値<Y_Qの絶対値の場合、Y_Q≧0なら第2象限として(C,D)=(-1,+1)、Y_Q<0なら第4象限として(C,D)=(+1,-1)と判定する。 Step S5: Output the codes C and D obtained in step S3 or step S4. Note that it is also possible to make the following determination in step S3. If the absolute value of Y_I≧the absolute value of Y_Q, if Y_I≧0, the first quadrant is (C, D)=(+1,+1), and if Y_I<0, the third quadrant is (C, D)=(−1, -1). When the absolute value of Y_I<the absolute value of Y_Q, if Y_Q≧0, the second quadrant is (C, D) = (-1, +1), and if Y_Q<0, the fourth quadrant is (C, D) = (+1, -1).

なお、符号判定部Yの処理も、符号判定部Xと同様に、データが取りうる振幅が3種類以上の場合にも適用できる。また、I軸又はQ軸上に位置する軸上データの象限への対応付けも、上記の2種類に限られず、異なるデータが同じ象限へ対応付けられないようにすれば、どの象限に割り当ててもよい。 Note that the processing of the sign determination section Y can also be applied to the case where there are three or more types of amplitudes that data can take, similarly to the sign determination section X. Furthermore, the mapping of on-axis data located on the I-axis or Q-axis to quadrants is not limited to the above two types, and if different data is not mapped to the same quadrant, it can be assigned to which quadrant. Good too.

図8は、符号判定回路の第1の動作例を示す図である。第1の動作例は変調信号がQPSKの場合である。変調信号がQPSKの場合、I軸又はQ軸上に位置する軸上データが無いため、図6及び図7のフローチャートのステップS0の次にステップS4が実行される。 FIG. 8 is a diagram showing a first example of operation of the sign determination circuit. The first operation example is when the modulation signal is QPSK. When the modulation signal is QPSK, there is no on-axis data located on the I-axis or the Q-axis, so step S4 is executed after step S0 in the flowcharts of FIGS. 6 and 7.

ステップS4において、符号判定部Xは、X_I≧0の場合、X_Q≧0なら第1象限として(A,B)=(+1,+1)、X_Q<0なら第4象限として(A,B)=(+1,-1)と判定する。符号判定部Xは、X_I<0の場合、X_Q≧0なら第2象限として(A,B)=(-1,+1)、X_Q<0なら第3象限として(A,B)=(-1,-1)と判定する。符号判定部Yは、Y_I≧0の場合、Y_Q≧0なら第1象限として(C,D)=(+1,+1)、Y_Q<0なら第4象限として(C,D)=(+1,-1)と判定する。符号判定部Yは、Y_I<0の場合、Y_Q≧0なら第2象限として(C,D)=(-1,+1)、Y_Q<0なら第3象限として(C,D)=(-1,-1)と判定する。 In step S4, the sign determination unit It is determined as (+1, -1). In the case of X_I<0, the sign determination unit , -1). If Y_I≧0, the sign determination unit Y determines (C, D)=(+1,+1) as the first quadrant if Y_Q≧0, and (C, D)=(+1,−1) as the fourth quadrant if Y_Q<0. 1). In the case of Y_I<0, the sign determination unit Y sets (C, D)=(-1, +1) as the second quadrant if Y_Q≧0, and (C, D)=(-1) as the third quadrant if Y_Q<0. , -1).

上記の結果、(A,B)、(C,D)は、QPSKの第1象限を示す値、第2象限を示す値、第3象限を示す値、第4象限を示す値を受信側で硬判定により判定した結果に相当する。例えば、第1象限を示す値の硬判定結果は、A=+1、B=+1、C=+1、D=+1となる。第2象限を示す値の硬判定結果は、A=-1、B=+1、C=-1、D=+1となる。第3象限を示す値の硬判定結果は、A=-1、B=-1、C=-1、D=-1となる。第4象限を示す値の硬判定結果は、A=+1、B=-1、C=+1、D=-1となる。 As a result of the above, (A, B), (C, D) are the values indicating the first quadrant, the second quadrant, the third quadrant, and the fourth quadrant of QPSK on the receiving side. This corresponds to the result determined by hard decision. For example, the hard decision results for values indicating the first quadrant are A=+1, B=+1, C=+1, and D=+1. The hard decision results for the values indicating the second quadrant are A=-1, B=+1, C=-1, and D=+1. The hard decision results for the values indicating the third quadrant are A=-1, B=-1, C=-1, and D=-1. The hard decision results for the values indicating the fourth quadrant are A=+1, B=-1, C=+1, and D=-1.

図9は、符号判定回路の第2の動作例を示す図である。第2の動作例は変調信号が16QAMの場合である。変調信号が16QAMの場合、I軸又はQ軸上に位置する軸上データが無いため、図6及び図7のフローチャートのステップS0の次にステップS4が実行される。 FIG. 9 is a diagram showing a second operation example of the sign determination circuit. The second operation example is a case where the modulation signal is 16QAM. When the modulation signal is 16QAM, there is no on-axis data located on the I-axis or the Q-axis, so step S4 is executed after step S0 in the flowcharts of FIGS. 6 and 7.

ステップS4において、符号判定部Xは、X_I≧0の場合、X_Q≧0なら第1象限として(A,B)=(+1,+1)、X_Q<0なら第4象限として(A,B)=(+1,-1)と判定する。符号判定部Xは、X_I<0の場合、X_Q≧0なら第2象限として(A,B)=(-1,+1)、X_Q<0なら第3象限として(A,B)=(-1,-1)と判定する。符号判定部Yは、Y_I≧0の場合、Y_Q≧0なら第1象限として(C,D)=(+1,+1)、Y_Q<0なら第4象限として(C,D)=(+1,-1)と判定する。符号判定部Yは、Y_I<0の場合、Y_Q≧0なら第2象限として(C,D)=(-1,+1)、Y_Q<0なら第3象限として(C,D)=(-1,-1)と判定する。 In step S4, the sign determination unit It is determined as (+1, -1). In the case of X_I<0, the sign determination unit , -1). If Y_I≧0, the sign determination unit Y determines (C, D)=(+1,+1) as the first quadrant if Y_Q≧0, and (C, D)=(+1,−1) as the fourth quadrant if Y_Q<0. 1). In the case of Y_I<0, the sign determination unit Y sets (C, D)=(-1, +1) as the second quadrant if Y_Q≧0, and (C, D)=(-1) as the third quadrant if Y_Q<0. , -1).

上記の結果、(A,B)、(C,D)は、16QAMの全16データがIQ平面上にマッピングされた座標を受信側で硬判定により判定した結果に相当する。例えば、第1象限を示す値の硬判定結果は、A=+1、B=+1、C=+1、D=+1となる。第2象限を示す値の硬判定結果は、A=-1、B=+1、C=-1、D=+1となる。第3象限を示す値の硬判定結果は、A=-1、B=-1、C=-1、D=-1となる。第4象限を示す値の硬判定結果は、A=+1、B=-1、C=+1、D=-1となる。 The above results (A, B) and (C, D) correspond to the results of determining the coordinates of all 16 16QAM data mapped on the IQ plane by hard decision on the receiving side. For example, the hard decision results for values indicating the first quadrant are A=+1, B=+1, C=+1, and D=+1. The hard decision results for the values indicating the second quadrant are A=-1, B=+1, C=-1, and D=+1. The hard decision results for the values indicating the third quadrant are A=-1, B=-1, C=-1, and D=-1. The hard decision results for the values indicating the fourth quadrant are A=+1, B=-1, C=+1, and D=-1.

以上のように、IQ平面上の4つの象限にあるデータは、I軸及びQ軸による硬判定によって、A、B、C及びDが求められる。従って、64QAM又は256QAM等のI軸又はQ軸上に位置する軸上データが無い送信変調方式では、上記と同様の方法でA、B、C及びDが求められる。 As described above, for the data in the four quadrants on the IQ plane, A, B, C, and D are determined by hard decisions using the I and Q axes. Therefore, in a transmission modulation method such as 64QAM or 256QAM in which there is no on-axis data located on the I-axis or Q-axis, A, B, C, and D are determined in the same manner as above.

図10及び図11は、符号判定回路の第3の動作例を示す図である。第3の動作例は変調信号が8QAMの場合である。8QAMは、X偏波データとY偏波データにIQ平面のI軸又はQ軸上に位置する軸上データが存在する送信変調方式である。I軸又はQ軸上に位置する軸上データの象限への対応付けについて図10と図11の2つの例について説明する。但し、先に記載したように、この対応付けは、この2例に限定されず、重複しない限りどの象限にも対応付けが可能である。 FIGS. 10 and 11 are diagrams showing a third operation example of the sign determination circuit. The third operation example is a case where the modulation signal is 8QAM. 8QAM is a transmission modulation method in which on-axis data located on the I axis or the Q axis of the IQ plane exists in the X polarization data and the Y polarization data. Two examples of FIG. 10 and FIG. 11 will be described regarding the association of on-axis data located on the I-axis or the Q-axis with quadrants. However, as described above, this correspondence is not limited to these two examples, and correspondence can be made to any quadrant as long as there is no overlap.

変調方式が8QAMの場合、8つのデータのうち外殻の4つは第1~第4象限の各象限の中央にマッピングされるが、残りの内殻の4つのデータはI軸又はQ軸上にマッピングされる。従って、ステップS0においてI軸又はQ軸上に位置する軸上データが存在するため、図6及び図7のフローチャートのステップS1以降の全ステップが実行される。 When the modulation method is 8QAM, the four outer shells of the eight data are mapped to the center of each of the first to fourth quadrants, but the remaining four inner shell data are mapped on the I-axis or Q-axis. mapped to Therefore, since on-axis data located on the I-axis or the Q-axis exists in step S0, all steps after step S1 in the flowcharts of FIGS. 6 and 7 are executed.

ステップS1においてパワー推定を行う。X偏波データ及びY偏波データのパワーはそれぞれ以下の式で計算される。
X偏波データのパワー=X_Iの絶対値+X_Qの絶対値
Y偏波データのパワー=Y_Iの絶対値+Y_Qの絶対値
Power estimation is performed in step S1. The power of the X polarization data and the Y polarization data is calculated using the following formulas.
Power of X polarization data = Absolute value of X_I + Absolute value of X_Q Power of Y polarization data = Absolute value of Y_I + Absolute value of Y_Q

外殻の4つのデータについては、受信時のデータが各象限のほぼ中央に位置する場合は、X_Iの絶対値とX_Qの絶対値がほぼ同じ値になり、また、Y_Iの絶対値とY_Qの絶対値もほぼ同じ値になるため、パワーは、それぞれI軸の座標値の絶対値のほぼ2倍として計算される。 Regarding the four pieces of data in the outer shell, if the data at the time of reception is located approximately at the center of each quadrant, the absolute value of X_I and the absolute value of X_Q will be approximately the same value, and the absolute value of Y_I and the absolute value of Y_Q will be approximately the same value. Since the absolute values are also approximately the same, each power is calculated as approximately twice the absolute value of the I-axis coordinate value.

一方、内殻の4つのデータについては、X_Iの絶対値とX_Qの絶対値のうちどちらかがほぼゼロ付近になり、Y_Iの絶対値とY_Qの絶対値のうちどちらかがほぼゼロ付近になる。このため、パワーは、それぞれI軸の座標値の絶対値、又はQ軸の座標値の絶対値のみとして計算される。 On the other hand, for the four inner shell data, either the absolute value of X_I or the absolute value of X_Q will be almost zero, and either the absolute value of Y_I or the absolute value of Y_Q will be almost zero . Therefore, the power is calculated only as the absolute value of the I-axis coordinate value or the absolute value of the Q-axis coordinate value, respectively.

従って、外殻の座標値が内殻の座標値の約2倍と仮定すると、外殻のパワーは、内殻のパワーの約4倍となる。それらのパワーの間の差は、比較的大きく検出できる。そのため、その間に閾値を設定すれば、受信データが内殻のデータか外殻のデータかを比較的容易に判定できる。 Therefore, assuming that the coordinate value of the outer shell is approximately twice that of the inner shell, the power of the outer shell will be approximately four times that of the inner shell. The difference between their powers is relatively large and detectable. Therefore, by setting a threshold value between them, it is possible to relatively easily determine whether the received data is inner shell data or outer shell data.

ステップS2において、受信データが内殻のデータか外殻のデータかを判定する。8QAMの場合、上述したように例えば内殻のデータのI軸の座標値の2.5倍に閾値を設定すれば、ステップS1で推定したパワーが設定閾値より高い場合は外殻のデータ、低い場合は内殻のデータと判定される。なお、閾値は、変調方式に応じて、内殻と外殻をより確実に判定できる値に選ばれる。この判定によって、図10に示す8QAMの例では、IQ平面上の4つの象限の中央付近に位置するデータは外殻のデータ、I軸又はQ軸上に位置する軸上データは内殻のデータとして識別される。 In step S2, it is determined whether the received data is inner shell data or outer shell data. In the case of 8QAM, as described above, if the threshold is set to 2.5 times the I-axis coordinate value of the inner shell data, if the power estimated in step S1 is higher than the set threshold, the outer shell data will be lower. If so, it is determined to be inner shell data. Note that the threshold value is selected depending on the modulation method to a value that allows more reliable determination of the inner shell and the outer shell. By this determination, in the 8QAM example shown in FIG. 10, data located near the center of the four quadrants on the IQ plane is outer shell data, and on-axis data located on the I axis or Q axis is inner shell data. Identified as.

ステップS3において、内殻のデータに対して以下の処理が行われる。符号判定部Xは、X_Iの絶対値≧X_Qの絶対値の場合、X_I≧0なら軸上データを第4象限を示す値に対応付け(A,B)=(+1、-1)とし、X_I<0なら軸上データを第2象限を示す値に対応付け(A,B)=(-1,+1)とする。符号判定部Xは、X_Iの絶対値<X_Qの絶対値の場合、X_Q≧0なら軸上データを第1象限を示す値に対応付け(A,B)=(+1、+1)とし、X_Q<0なら軸上データを第3象限を示す値に対応付け(A,B)=(-1,-1)とする。符号判定部Yは、Y_Iの絶対値≧Y_Qの絶対値の場合、Y_I≧0なら軸上データを第4象限を示す値に対応付け(A,B)=(+1、-1)とし、Y_I<0なら軸上データを第2象限を示す値に対応付け(A,B)=(-1,+1)とする。符号判定部Yは、Y_Iの絶対値<Y_Qの絶対値の場合、Y_Q≧0なら軸上データを第1象限を示す値に対応付け(A,B)=(+1、+1)とし、Y_Q<0なら軸上データを第3象限を示す値に対応付け(A,B)=(-1,-1)とする。 In step S3, the following processing is performed on the inner shell data. If the absolute value of X_I≧the absolute value of X_Q, and if X_I≧0, the sign determination unit If <0, the on-axis data is associated with the value indicating the second quadrant, and (A, B) = (-1, +1). If the absolute value of X_I<the absolute value of X_Q, and if X_Q≧0, the sign determination unit If it is 0, the on-axis data is associated with the value indicating the third quadrant, and (A, B) = (-1, -1). If the absolute value of Y_I≧the absolute value of Y_Q, the sign determination unit Y associates the on-axis data with the value indicating the fourth quadrant (A, B)=(+1, -1) if Y_I≧0, and sets Y_I to the value indicating the fourth quadrant. If <0, the on-axis data is associated with the value indicating the second quadrant, and (A, B) = (-1, +1). If the absolute value of Y_I<the absolute value of Y_Q, and if Y_Q≧0, the sign determination unit Y associates the on-axis data with the value indicating the first quadrant (A, B)=(+1, +1), and determines that Y_Q< If it is 0, the on-axis data is associated with the value indicating the third quadrant, and (A, B) = (-1, -1).

即ち、内殻のデータについて、I軸上の正側のデータは第4象限を示す値に対応付けられ、I軸上の負側のデータは第2象限を示す値に対応付けられ、Q軸上の正側のデータは第1象限を示す値に対応付けられ、Q軸上の負側のデータは第3象限を示す値に対応付けられる。これは、各データの信号点の位相を右回りに45度回転させた場合に対応する。符号判定回路7からは各象限に対応するA、B、C、Dの値が出力される。 That is, regarding the inner shell data, positive data on the I-axis is associated with values indicating the fourth quadrant, negative data on the I-axis is associated with values indicating the second quadrant, and data on the Q-axis is associated with values indicating the second quadrant. The data on the positive side above is associated with the value indicating the first quadrant, and the data on the negative side on the Q axis is associated with the value indicating the third quadrant. This corresponds to the case where the phase of the signal point of each data is rotated clockwise by 45 degrees. The sign determination circuit 7 outputs the values of A, B, C, and D corresponding to each quadrant.

なお、内殻のデータについて、I軸上の正側のデータを第1象限を示す値に対応付け、I軸上の負側のデータを第3象限を示す値に対応付け、Q軸上の正側のデータを第2象限を示す値に対応付け、Q軸上の負側のデータを第4象限に対応付けることも可能である。これは、各データの信号点の位相を左回りに45度回転させた場合に対応する。この様子は、図11に示されている。 Regarding the inner shell data, the data on the positive side on the I axis is associated with the value indicating the first quadrant, the data on the negative side on the I axis is associated with the value indicating the third quadrant, and the data on the Q axis is associated with the value indicating the third quadrant. It is also possible to associate data on the positive side with values indicating the second quadrant, and associate data on the negative side on the Q axis with the fourth quadrant. This corresponds to the case where the phase of the signal point of each data is rotated counterclockwise by 45 degrees. This situation is shown in FIG.

次に、ステップS4において、外殻のデータに対して以下の処理が行われる。この処理については図10の例と図11の例は同じである。符号判定部Xは、X_I≧0の場合、X_Q≧0なら第1象限として(A,B)=(+1,+1)、X_Q<0なら第4象限として(A,B)=(+1,-1)と判定する。符号判定部Xは、X_I<0の場合、X_Q≧0なら第2象限として(A,B)=(-1,+1)、X_Q<0なら第3象限として(A,B)=(-1,-1)と判定する。符号判定部Yは、Y_I≧0の場合、Y_Q≧0なら第1象限として(C,D)=(+1,+1)、Y_Q<0なら第4象限として(C,D)=(+1,-1)と判定する。符号判定部Yは、Y_I<0の場合、Y_Q≧0なら第2象限として(C,D)=(-1,+1)、Y_Q<0なら第3象限として(C,D)=(-1,-1)と判定する。 Next, in step S4, the following processing is performed on the outer shell data. Regarding this processing, the example in FIG. 10 and the example in FIG. 11 are the same. In the case of X_I≧0, the sign determination unit 1). In the case of X_I<0, the sign determination unit , -1). If Y_I≧0, the sign determination unit Y determines (C, D)=(+1,+1) as the first quadrant if Y_Q≧0, and (C, D)=(+1,−1) as the fourth quadrant if Y_Q<0. 1). In the case of Y_I<0, the sign determination unit Y sets (C, D)=(-1, +1) as the second quadrant if Y_Q≧0, and (C, D)=(-1) as the third quadrant if Y_Q<0. , -1).

図10及び図11に示す8QAMの外殻のデータについては、符号判定部X,Yの出力(A,B)、(C,D)は、QPSKと同様に、各象限を示す値を受信側で硬判定により判定した結果と同じになる。 Regarding the 8QAM outer shell data shown in FIGS. 10 and 11, the outputs (A, B), (C, D) of the sign determination units The result is the same as that determined by hard decision.

図12は、8QAMの符号判定の比較例を示す図である。比較例では、8QAMの信号点に対して、QPSK又は16QAMのように、パワーレベルに関わらず、I軸及びQ軸によって硬判定が行われる。 FIG. 12 is a diagram showing a comparative example of 8QAM sign determination. In the comparative example, hard decisions are made on the I-axis and Q-axis for 8QAM signal points, like QPSK or 16QAM, regardless of the power level.

8QAMの場合、8つの信号点に対して、外殻の4つのデータについては、硬判定結果がそのまま第1象限を示す値、第2象限を示す値、第3象限を示す値、及び第4象限を示す値となり、それぞれに対応した符号(A、B)、(C、D)が出力される。しかし、内殻の4つのデータについては、硬判定結果による符号判定は不確定となる。 In the case of 8QAM, for the 8 signal points, for the 4 pieces of data in the outer shell, the hard decision results are as they are: a value indicating the first quadrant, a value indicating the second quadrant, a value indicating the third quadrant, and a value indicating the fourth quadrant. The values indicate the quadrants, and the corresponding codes (A, B) and (C, D) are output. However, for the four pieces of data in the inner shell, the sign determination based on the hard decision result is uncertain.

一方、図6及び図7に示す符号判定方法を用いた符号判定回路7では、図10及び図11に示した8QAMの場合に、外殻の4つのデータについて硬判定結果がそのまま各象限に対応付けられた符号となり、更に内殻の4つのデータについても不確定になることなく4つの象限のうち一つの象限に割り当てられ、その象限に対応付けられた符号として判定される。 On the other hand, in the sign determination circuit 7 using the sign determination method shown in FIGS. 6 and 7, in the case of 8QAM shown in FIGS. 10 and 11, the hard decision results for the four data in the outer shell directly correspond to each quadrant. Furthermore, the four data in the inner shell are assigned to one of the four quadrants without uncertainty, and are determined as the code associated with that quadrant.

従って、本実施の形態に係る符号判定回路7は、一部のデータがI軸又はQ軸上にマッピングされる変調方式の場合においても、不確定な判定を伴うことなく確実に符号を判定できる。また、それらの平均化も行える。その出力を用いた相関演算においても、安定的に相関値を求め適確な比較をすることができる。この結果、その符号判定回路7を含む偏波分離モニタ3は、8QAM等の一部のデータがI軸又はQ軸上にマッピングされる変調方式の場合に対しても誤って同値収束を検出する場合を大幅に低減することができる。 Therefore, the sign determination circuit 7 according to the present embodiment can reliably determine the sign without making an uncertain determination even in the case of a modulation method in which some data is mapped onto the I-axis or the Q-axis. . Also, they can be averaged. Even in correlation calculation using the output, correlation values can be stably obtained and accurate comparisons can be made. As a result, the polarization separation monitor 3 including the sign determination circuit 7 incorrectly detects equivalence convergence even in the case of a modulation method such as 8QAM in which some data is mapped onto the I-axis or the Q-axis. cases can be significantly reduced.

図13から図16は、実施の形態に係る適応等化回路の8QAMにおける機能評価結果を示す図である。これらは、偏波分離モニタ3の相関演算回路8内における相関状況を測定したものである。但し、適応等化回路27において、デジタルフィルタ1内の4つのFIRフィルタの全てのタップ係数は、偏波分離が正しく行われる値に収束している状態である。タップ係数の演算は正しく収束しているため、本来は、偏波分離モニタ3において相関値は低い値であることが望ましい。相関値が高い場合は、タップ係数の演算が収束しているにも関わらず収束していないと誤った検出を行っていることになる。 13 to 16 are diagrams showing the results of functional evaluation in 8QAM of the adaptive equalization circuit according to the embodiment. These are measurements of the correlation situation within the correlation calculation circuit 8 of the polarization separation monitor 3. However, in the adaptive equalization circuit 27, all the tap coefficients of the four FIR filters in the digital filter 1 are in a state where they have converged to values that allow polarization separation to be performed correctly. Since the calculation of the tap coefficients has correctly converged, it is originally desirable that the correlation value in the polarization separation monitor 3 be a low value. If the correlation value is high, even though the calculation of the tap coefficients has converged, it has not converged, which means that erroneous detection is being performed.

図13は、X偏波データのI軸成分X_IとY偏波データのI軸成分Y_Iとの相関値を示す。図14は、X偏波データのI軸成分X_IとY偏波データのQ軸成分Y_Qとの相関値を示す。図15は、X偏波データのQ軸成分X_QとY偏波データのI軸成分Y_Iとの相関値を示す。図16は、X偏波データのQ軸成分X_QとY偏波データのQ軸成分Y_Qとの相関値を示す。縦軸は相関値を示し、1は相関が最大、0は相関が無いことを示す。横軸は時間を示す。各グラフにおいて、上方のグラフ(◆の点)は、本実施の形態を適用しない従来の偏波分離モニタの相関演算回路の出力を示す。下方のグラフ(■の点)は、本実施の形態に係る偏波分離モニタ3の相関演算回路8の出力を示す。 FIG. 13 shows the correlation value between the I-axis component X_I of the X-polarized wave data and the I-axis component Y_I of the Y-polarized wave data. FIG. 14 shows the correlation value between the I-axis component X_I of the X-polarization data and the Q-axis component Y_Q of the Y-polarization data. FIG. 15 shows the correlation value between the Q-axis component X_Q of the X-polarized wave data and the I-axis component Y_I of the Y-polarized wave data. FIG. 16 shows the correlation value between the Q-axis component X_Q of the X-polarized wave data and the Q-axis component Y_Q of the Y-polarized wave data. The vertical axis indicates the correlation value, where 1 indicates the maximum correlation and 0 indicates no correlation. The horizontal axis indicates time. In each graph, the upper graph (◆) indicates the output of the correlation calculation circuit of the conventional polarization separation monitor to which this embodiment is not applied. The lower graph (points ■) indicates the output of the correlation calculation circuit 8 of the polarization separation monitor 3 according to the present embodiment.

従来の偏波分離モニタの相関演算回路の出力は、図14においては最大0.55、図16においては0.65以上の数値を示す場合があり、大きな相関値が検出される。仮に比較回路における相関値の比較値を0.5とすると、高頻度で誤った検出が行われることが分かる。誤った検出が行われると、偏波分離モニタ3は同値収束が発生したと判定し制御回路4へ通知する。制御回路4は、この通知によって、フィルタタップ係数更新回路2に対して、再更新を指示する。タップ係数は偏波分離が正しく行われる値に収束しているにも関わらず、再度更新作業を行うことになる。これによりタップ係数が不必要に変動し安定な適応等化処理が行われなくなる。 The output of the correlation calculation circuit of the conventional polarization separation monitor may show a maximum value of 0.55 in FIG. 14 and 0.65 or more in FIG. 16, and a large correlation value is detected. Assuming that the comparison value of the correlation value in the comparison circuit is 0.5, it can be seen that erroneous detection is performed with high frequency. If an erroneous detection is performed, the polarization separation monitor 3 determines that equivalence convergence has occurred and notifies the control circuit 4 of the determination. Based on this notification, the control circuit 4 instructs the filter tap coefficient updating circuit 2 to re-update. Even though the tap coefficients have converged to values that allow correct polarization separation, the updating work will be performed again. This causes the tap coefficients to fluctuate unnecessarily, making it impossible to perform stable adaptive equalization processing.

一方、本実施の形態に係る偏波分離モニタ3の相関演算回路8の出力は、どの場合も0.2以下である。比較回路9における相関値の比較値を0.6とすると、誤った検出は発生しない。これにより偏波分離モニタ3は、誤った同値収束の情報を制御回路4へ通知することはない。制御回路4からフィルタタップ係数更新回路2への無駄な再更新の指示も低減できる。これによりタップ係数が不必要に変動することなく安定な適応等化処理を継続することができる。 On the other hand, the output of the correlation calculation circuit 8 of the polarization separation monitor 3 according to this embodiment is 0.2 or less in all cases. If the comparison value of the correlation value in the comparison circuit 9 is 0.6, no erroneous detection will occur. As a result, the polarization separation monitor 3 does not notify the control circuit 4 of false equivalence convergence information. It is also possible to reduce unnecessary re-update instructions from the control circuit 4 to the filter tap coefficient update circuit 2. As a result, stable adaptive equalization processing can be continued without unnecessary fluctuations in the tap coefficients.

以上示したように、実際の評価においても、本実施の形態に係る偏波分離モニタ3の有効性は確認できる。また、本実施の形態に係る偏波分離モニタ3を備えた適応等化回路27は、どの変調方式に対しても対応可能であり、安定な偏波分離動作を行うことができる。 As shown above, the effectiveness of the polarization separation monitor 3 according to the present embodiment can be confirmed in actual evaluation as well. Furthermore, the adaptive equalization circuit 27 including the polarization separation monitor 3 according to the present embodiment is compatible with any modulation method and can perform stable polarization separation operation.

1 デジタルフィルタ、2 フィルタタップ係数更新回路、3 偏波分離モニタ、4 制御回路、7 符号判定回路、8 相関演算回路、9 比較回路、25 AD変換器、26 波長分散補償回路、27 適応等化回路、201 受信光モジュール 1 Digital filter, 2 Filter tap coefficient update circuit, 3 Polarization separation monitor, 4 Control circuit, 7 Sign determination circuit, 8 Correlation calculation circuit, 9 Comparison circuit, 25 AD converter, 26 Chromatic dispersion compensation circuit, 27 Adaptive equalization Circuit, 201 Receiving optical module

Claims (8)

偏波分離された第1の偏波信号と第2の偏波信号を入力して更なる偏波分離処理を行うデジタルフィルタと、
偏波状態の変動に応じて前記デジタルフィルタのタップ係数を更新するフィルタタップ係数更新回路と、
前記デジタルフィルタから出力された前記第1の偏波信号と前記第2の偏波信号との相関値を所定値と比較する偏波分離モニタと、
前記相関値が前記所定値を超えたことを前記偏波分離モニタが検出した場合、前記フィルタタップ係数更新回路に前記タップ係数の初期収束を再実行させる制御回路とを備え、
前記偏波分離モニタは、前記第1の偏波信号と前記第2の偏波信号がIQ平面上の4つの象限のうちどの象限に属するかを判定する符号判定回路と、前記符号判定回路の判定結果から前記相関値を計算する相関演算回路と、前記相関値を前記所定値と比較する比較回路とを有し、
前記第1の偏波信号と前記第2の偏波信号にIQ平面のI軸又はQ軸上に位置する軸上データが存在する送信変調方式の場合、前記符号判定回路は、前記軸上データを抽出し、前記軸上データのうちI軸上の正側のデータ、I軸上の負側のデータ、Q軸上の正側のデータ、Q軸上の負側のデータをそれぞれIQ平面上の4つの象限を示す値のうち一つの値に互いに重複なく対応付けることを特徴とする適応等化回路。
a digital filter that inputs the polarization-separated first polarization signal and the second polarization signal and performs further polarization separation processing;
a filter tap coefficient update circuit that updates tap coefficients of the digital filter according to changes in polarization state;
a polarization separation monitor that compares a correlation value between the first polarization signal and the second polarization signal output from the digital filter with a predetermined value;
a control circuit that causes the filter tap coefficient updating circuit to re-execute initial convergence of the tap coefficients when the polarization separation monitor detects that the correlation value exceeds the predetermined value;
The polarization separation monitor includes a sign determination circuit that determines which quadrant of the four quadrants on the IQ plane the first polarization signal and the second polarization signal belong to, and a sign determination circuit of the sign determination circuit. comprising a correlation calculation circuit that calculates the correlation value from the determination result, and a comparison circuit that compares the correlation value with the predetermined value,
In the case of a transmission modulation method in which on-axis data located on the I-axis or Q-axis of the IQ plane is present in the first polarized signal and the second polarized signal, the sign determination circuit Of the on-axis data, data on the positive side of the I axis, data on the negative side of the I axis, data on the positive side of the Q axis, and data on the negative side of the Q axis are displayed on the IQ plane, respectively. An adaptive equalization circuit characterized in that the adaptive equalization circuit associates one value out of the four quadrants without overlap with each other.
前記符号判定回路は、入力した前記第1の偏波信号と前記第2の偏波信号のデータのパワーの大きさに基づいて前記軸上データを抽出することを特徴とする請求項1記載の適応等化回路。 2. The sign determination circuit extracts the on-axis data based on the magnitude of data power of the inputted first polarized signal and the second polarized signal. Adaptive equalization circuit. 前記パワーの大きさは、前記データのI軸上の座標値の絶対値とQ軸上の座標値の絶対値の加算に基づいて推定することを特徴とする請求項2に記載の適応等化回路。 3. The adaptive equalization according to claim 2, wherein the magnitude of the power is estimated based on the addition of the absolute value of the coordinate value on the I-axis and the absolute value of the coordinate value on the Q-axis of the data. circuit. 前記IQ平面上の4つの象限を示す値は(+1、+1)、(-1、+1)、(-1、-1)、(+1、-1)であることを特徴とする請求項1~3の何れか1項に記載の適応等化回路。 Claims 1 to 4, wherein the values indicating the four quadrants on the IQ plane are (+1, +1), (-1, +1), (-1, -1), and (+1, -1). 3. The adaptive equalization circuit according to any one of 3. 前記第1の偏波信号と前記第2の偏波信号のそれぞれのI軸成分とQ軸成分において、I軸成分の絶対値≧Q軸成分の絶対値の場合、I軸成分≧0なら前記軸上データを第4象限を示す値に対応付け、I軸成分<0なら前記軸上データを第2象限を示す値に対応付け、
I軸成分の絶対値<Q軸成分の絶対値の場合、Q軸成分≧0なら前記軸上データを第1象限を示す値に対応付け、Q軸成分<0なら前記軸上データを第3象限を示す値に対応付けることを特徴とする請求項1~3の何れか1項に記載の適応等化回路。
In the I-axis component and Q-axis component of each of the first polarization signal and the second polarization signal, if the absolute value of the I-axis component≧the absolute value of the Q-axis component, and if the I-axis component≧0, then the above associating the on-axis data with a value indicating the fourth quadrant; if the I-axis component < 0, associating the on-axis data with a value indicating the second quadrant;
If the absolute value of the I-axis component < the absolute value of the Q-axis component, if the Q-axis component ≧ 0, the on-axis data is associated with the value indicating the first quadrant, and if the Q-axis component < 0, the on-axis data is associated with the third quadrant. 4. The adaptive equalization circuit according to claim 1, wherein the adaptive equalization circuit is associated with a value indicating a quadrant.
前記第1の偏波信号と前記第2の偏波信号のそれぞれのI軸成分とQ軸成分において、I軸成分の絶対値≧Q軸成分の絶対値の場合、I軸成分≧0なら前記軸上データを第1象限を示す値に対応付け、I軸成分<0なら前記軸上データを第3象限を示す値に対応付け、
I軸成分の絶対値<Q軸成分の絶対値の場合、Q軸成分≧0なら前記軸上データを第2象限を示す値に対応付け、Q軸成分<0なら前記軸上データを第4象限を示す値に対応付けることを特徴とする請求項1~3の何れか1項に記載の適応等化回路。
In the I-axis component and Q-axis component of each of the first polarization signal and the second polarization signal, if the absolute value of the I-axis component≧the absolute value of the Q-axis component, and if the I-axis component≧0, then the above associating the on-axis data with a value indicating the first quadrant; if the I-axis component < 0, associating the on-axis data with a value indicating the third quadrant;
If the absolute value of the I-axis component < the absolute value of the Q-axis component, if the Q-axis component ≧ 0, the on-axis data is associated with the value indicating the second quadrant, and if the Q-axis component < 0, the on-axis data is associated with the value indicating the second quadrant. 4. The adaptive equalization circuit according to claim 1, wherein the adaptive equalization circuit is associated with a value indicating a quadrant.
受信した光信号を電気信号に変換する受信光モジュールと、
前記電気信号をデジタル信号に変換するAD変換器と、
前記デジタル信号の波長分散による歪みを補償する波長分散補償回路と、
前記波長分散補償回路の出力信号の偏波変動による歪みを補償する等化処理を行う請求項1~3の何れか1項に記載の適応等化回路とを備えることを特徴とする受信装置。
a receiving optical module that converts the received optical signal into an electrical signal;
an AD converter that converts the electrical signal into a digital signal;
a chromatic dispersion compensation circuit that compensates for distortion due to chromatic dispersion of the digital signal;
4. A receiving device comprising: the adaptive equalization circuit according to claim 1, which performs equalization processing to compensate for distortion due to polarization fluctuation of the output signal of the chromatic dispersion compensation circuit.
デジタルフィルタが、偏波分離された第1の偏波信号と第2の偏波信号を入力して更なる偏波分離処理を行うステップと、
フィルタタップ係数更新回路が、偏波状態の変動に応じて前記デジタルフィルタのタップ係数を更新するステップと、
偏波分離モニタが、前記第1の偏波信号と前記第2の偏波信号がIQ平面上の4つの象限のうちどの象限に属するかを判定して前記第1の偏波信号と前記第2の偏波信号との相関値を計算し、前記相関値を所定値と比較するステップと、
前記相関値が前記所定値を超えたことを前記偏波分離モニタが検出した場合、制御回路が前記フィルタタップ係数更新回路に前記タップ係数の初期収束を再実行させるステップとを備え、
前記第1の偏波信号と前記第2の偏波信号にIQ平面のI軸又はQ軸上に位置する軸上データが存在する送信変調方式の場合、前記偏波分離モニタは、前記軸上データを抽出し、前記軸上データのうちI軸上の正側のデータ、I軸上の負側のデータ、Q軸上の正側のデータ、Q軸上の負側のデータをそれぞれIQ平面上の4つの象限を示す値のうち一つの値に互いに重複なく対応付けることを特徴とすることを特徴とする適応等化方法。
a step in which the digital filter inputs the polarization-separated first polarization signal and the second polarization signal and performs further polarization separation processing;
a step in which a filter tap coefficient updating circuit updates the tap coefficients of the digital filter according to changes in the polarization state;
A polarization separation monitor determines which quadrant of the four quadrants on the IQ plane the first polarization signal and the second polarization signal belong to, and separates the first polarization signal and the second polarization signal. calculating a correlation value with the polarized signal of No. 2 and comparing the correlation value with a predetermined value;
If the polarization separation monitor detects that the correlation value exceeds the predetermined value, the control circuit causes the filter tap coefficient updating circuit to re-execute initial convergence of the tap coefficients,
In the case of a transmission modulation method in which on-axis data located on the I axis or Q axis of the IQ plane exists in the first polarized signal and the second polarized signal, the polarization separation monitor Extract the data, and extract data on the positive side of the I-axis, negative data on the I-axis, positive data on the Q-axis, and data on the negative side of the Q-axis among the on-axis data on the IQ plane. An adaptive equalization method characterized by associating one value among the values indicating the above four quadrants without overlap.
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